MCS-51系列单片机的硬件结构v

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1、第2章51系列单片机的硬件结构了解单片机内部结构掌握单片机引脚定义与功能,重点掌握4根控制线的作用掌握存储器配置掌握寄存器和SFR的作用掌握P0~P3口的结构及使用方法掌握单片机的时钟和复位电路构成,掌握复位后单片机工作状态了解单片机工作方式学习目标主要内容2.1内部总体结构2.2引脚定义与功能2.3存储器配置2.4输入/输出接口2.5时钟电路与时序2.6复位和复位电路2.7工作方式2.1内部总体结构51子系列单片机的主要特点为：1个CPU，1个片内振荡器及时钟电路；4KBROM，128BRAM；21个特殊功能寄存器；32条可编程的I/O线（4个8位并行I/O接口）；可寻址64KB外部数

2、据存储器和64KB外部程序存储器的控制电路；2个16位定时/计数器；5个中断源、2个优先级嵌套中断结构；1个可编程全双工串行接口；1个有位寻址功能、适于逻辑运算的位处理机。51系列单片机的内部基本结构CPU运算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)5C/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1、中央处理器CPU其主要由运算

3、电路和控制电路两大部分组成。1）运算电路:以算术逻辑单元ALU为核心，包括累加器ACC、寄存器B、程序状态字PSW和两个暂存寄存器TMP等。运算电路的基本结构如图所示。主要部件的主要部件的基本组成及功能算术逻辑单元是一个8位的全加器，它以两个暂存寄存器的内容作为加数和被加数，实现数据的算术逻辑运算、数据传输和程序转移等功能。数据运算的结果一般保存在累加器ACC（简称A)，数据运算和操作结果的状态由程序状态字PSW保存。寄存器B是为ALU进行乘除法运算而设置的，不作乘除运算时，寄存器B作为通用寄存器使用。累加器A是一个8位的寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器。2)控制电路:是保证单片机

4、各部分能在程序运行过程中自动而协调工作的指挥枢纽，其核心部分是指令地址的计算、取指和指令译码。主要包括程序计数器PC、PC加1寄存器（PC增量）、指令译码器、定时与控制电路等。运算电路的基本结构如图。指令执行时：单片机首先根据程序计数器PC和PC增量的指向从程序存储器中读取指令，并送入指令寄存器保存，经指令译码器译码后，送定时控制逻辑电路，由定时控制逻辑电路产生各种定时和控制信号，再送到系统的各个部件去进行相应的操作。这就是执行一条指令的全过程，执行程序就是不断重复这一过程。2、位处理器单片机中的可位寻址数据存储器和程序状态寄存器PSW中的进位标志位CY构成了位处理器。主要处理指令系统中

5、的位处理指令集（17条位操作指令)。3、内部数据存储器RAM51系列单片机中有128字节RAM，用于存放可读写的数据。4、内部程序存储器ROM51系列单片机中有4K字节ROM（4K×8）程序存储器，用于存放程序和原始数据。5、定时/计数器两个16位的定时器/计数器，主要实现输入脉冲信号的计数或通过对系统时钟脉冲的计数实现定时功能。主要部件的主要部件的基本组成及功能6、并行I/O口有4个8位并行的输入/输出端口，是单片机芯片以并行方式实现外部设备扩展及与外部设备联络、通信、控制、数据传输的重要方式。7、串行口有一个全双工的串行口控制器，是单片机实现与其它外部设备之间串行数据传送的重要设备。

6、8、中断控制系统51提供了5个中断源，为高级和低级两个优先级别。9、时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所必需的时钟控制信号。主要部件的主要部件的基本组成及功能10、总线：就是连接单片机与系统中各部件的一组公共的信号线。⑴地址总线（AddressBus,简写AB）地址线A0～A15共16位，P2口提供高8位地址A8～A15，P0口经地址锁存器提供低8位地址A0～A7。片外存储器可寻址范围达64KB（即=65536个字节）。⑵数据总线(DataBus，简写DB)地址线D0-D7共8位，由P0口提供，分时输送低8位地址（通过地址锁存器锁存）和8位数据信息。⑶控制总线(ControlBus，简写

7、CB)控制总线由P3口的第二功能P3.6、P3.7和3根独立的控制线、和组成。运算器控制器51系列单片机内部整体结构原理图主要内容2.1内部总体结构2.2引脚定义与功能2.3存储器配置2.4输入/输出接口2.5时钟电路与时序2.6复位和复位电路2.7工作方式2.2引脚定义与功能MCS-51系列单片机引脚功能及总线结构各引脚的定义和功能主电源引脚Vcc（40脚）：一般接+5V电源正端。Vss（20脚）：一般接+5V电源地端。外接晶体振