单片机的硬件结构

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1、第2章MCS-51单片机的硬件结构韩山师范学院2.1MCS-51单片机的硬件结构CPU运算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口C/T中断系统SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来1.微处理器2.数据存储器3.程序存储器4.I/O口5.串行口6.定时/计数器7.中断系统8.特殊功能寄存器控制方式：SFR对各功能部件集中控制片内总线各功能部件：1.CPU（微处理器）2.数据存储器（RAM）片内为128个字节（52子系列的为256个字节）3.程序存储器（ROM/EPROM）803

2、1:无此部件；8051:4K字节ROM；8751:4K字节EPROM；89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字节闪存。4.P1口、P2口、P3口、P0口：为4个并行8位I/O口。5.串行口1个全双工的异步串行口6.定时器/计数器7.中断系统8.特殊功能寄存器（SFR）共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。2.2MCS-51的引脚40只引脚双列直插封装（DIP）44只引脚方形封装方式（4只无用）引脚逻辑图8051单片机为40条引脚双列直插式封装引脚可分为三个部分控制引脚并行I/O口引脚电源及时钟引脚（1）电源及时钟引脚:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。（2）控制

3、引脚：PSEN*、EA*、ALE、RESET（3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，4个8位I/O口2.2.1电源及时钟引脚1．电源引脚（1）Vcc（40脚）：+5V电源；（2）Vss（20脚）：接地。2．时钟引脚（1）XTAL1（19脚）：采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。（2）XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。2.2.2控制引脚(1)RST/VPD(9脚)：复位与备用电源(2)ALE/PROG*（30脚）：第一功能ALE：地址锁存允许第二功能PROG*：编程脉冲输入端。(3)PSEN*（29脚）：读外部程序存储器的选通信号。可以驱动8个LS型TTL负载。(4)EA*/V

4、PP(31脚)：EA*为内外程序存储器选择控制EA*=1，访问片内程序存储器，EA*=0，单片机则只访问外部程序存储器。第二功能VPP，用于施加编程电压。2.2.3I/O口引脚(1)P0口：双向8位三态I/O口，地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。(2)P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。(3)P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。(4)P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。注意:准双向口与双向三态口的差别。当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”

5、，另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。引脚转义引脚功能说明P3.0RXD串行数据接收端P3.1TXD串行数据发送端P3.2INT0外部中断0请求P3.3INT1外部中断1请求P3.4T0计数器0外部输入P3.5T1计数器1外部输入P3.6WR外部数据存储器写P3.7RD外部数据存储器读2.3MCS-51的CPU由运算器和控制器所构成2.3.1运算器对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。1．算术逻辑运算单元ALU2．累加器A使用最频繁的寄存器，可写为Acc。A的作用：（1）是ALU单元的输入之一，又是运算结果存放单元。（2）数据传送大多都通过累加器A。（3）A的进位标志Cy同时又是位处理

6、机的位累加器。3．程序状态字寄存器PSW（1）Cy（PSW.7）进位标志位（2）Ac(PSW.6)辅助进位标志位（3）F0（PSW.5）标志位由用户使用的一个状态标志位。（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4组工作寄存器区选择控制位1和位0。工作寄存器区的选择18～1FH3区1110～17H2区1008～0FH1区0100～07H0区00R0～R7地址寄存器组RS1RS0（5）OV（PSW.2）溢出标志位指示运算是否产生溢出。各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂，将在第3章介绍。（6）PSW.1位:保留位，未用（7）P(PSW.0)奇偶标志位P=1，A中“1”的个数为奇数P

7、=0，A中“1”的个数为偶数2.3.2控制器1．程序计数器PC（ProgramCounter）存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。基本工作方式：（1）程序计数器自动加1（2）执行有条件或无条件转移指令时，程序计数器将被置入新的数值，从而使程序的流向发生变化。（3）执行子程序调用或中断调用时完成下列操作：①PC的当前值保护②将子程序入口地址或中断向量的地址送入PC。2．指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑电路2.4MCS-51