MSC-51单片机的结构和原理

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1、第二章MSC-51单片机的结构和原理第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚第二节MCS-51单片机的中央处理器CPU第三节MCS-51的内部存储器第四节I/O端口、时钟电路与时序第五节MCS-51单片机工作方式第六节MCS-51单片机的存储器第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚MCS-51系列单片微型机计算机包括8031、8051、8751等型号，其代表型号是8051。8051内部组成方框图如图2-1所示，本书也将主要以8051单片机的代表来介绍MCS-51系列单片机的工作原理。通常计算机须由三

2、大基本单元，即中央处理器、存储器和输入/输出设备组成。下一页返回第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚一、MCS-51单片机的基本组成8051单片机的结构组成如图2-1所示，各部分情况介绍如下：1.中央处理器顾名思义，这是单片机的核心部分。也有人将其称为MCU，在这些公司提供的器件使用手册上还有μP的写法，都是同一个意思。8051单片机的CPU由算术逻辑部件（ALU）、累加器（ACC）、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2、程序状态寄存器（PSW）等运算部件，以及指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、数

3、据指针寄存器（DPTR）、程序指针寄存器（PC）、堆栈指针（SP）等控制部件组成。上一页下一页返回第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚2.内部数据寄存器（内部RAM）MCS-51的CPU能处理8位二进制。8051芯片中共有256个RAM单元，但其中后128单元被专用寄存器占用，能作为寄存器供用户使用的只是前128个单元，用于存放可读写的数据。因此，通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。3.内部程序存储器（内部ROM）根据有无片内ROM，8051单片机有三个品种，即无ROM版本为8

4、031、工厂掩膜只读ROM版本为8051、EPROM版本为8751.8051共有4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据或表格，简称内部ROM。上一页下一页返回第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚4.定时器/计数器8051有两个16位定时器/计数器（T0,T1），它们由特殊功能寄存器TMOD和TCON分别选择它们的工作方式和表示它们的状态。在定时器功能中，每个机器周期定时器加1，可以认为它是机器周期计数器，由于1个机器周期包含12个振荡周期，定时器计数到的脉冲为振荡频率的1/12。5.并行I/O口MC

5、S-51共有四个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3)，以实现数据的并行输入输出。上一页下一页返回第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚6.串行口MCS-51单片机有一个全双工的串行口，以实现单片机和其他设备之间的穿行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。7.中断控制系统MCS-51单片机的中断功能较强，以满足控制应用的需要。8051共有5各中断源，即外部中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个。全部中断分为高级和低级两个优先级别。上一页下一页返回第一

6、节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚8.时钟电路MCS-51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。系统允许的最高晶振频率为12MHZ。从上述内容可以看出，MCS-51虽然是一个单片机芯片，但作为计算机应该具有的基本部件它都包括，因此实际上它是一个简单的微型计算机系统。上一页下一页返回第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚二、MCS-51的信号引脚MCS-51微处理器采用40引脚的双列直插封装（DIP）方式，如图2-2所示，仔0条引脚中，有2条专用于主电源

7、的引脚，2条外接晶振引脚，4条控制引脚和3条I/O引脚。下面分别叙述各引脚的功能。主电源引脚VSS和VCC：VSS（20）接地，VCC（40）正常操作时接+5V电源。外接晶振引脚XTAL1和XTAL2：当外接晶体振荡器时，XTAL1和XTAL2分别接在外接晶体两端；当采用外部时钟方式时，XTAL1接地，XTAL2接外来振荡信号。上一页下一页返回第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚控制引脚RST/VPD,ALE/、、。对于RST/VPD：当振荡器正常运行时，在此引脚上出现两个机器周期以上的高电平使微处理

8、器复位；VCC掉电期间，此引脚可接备用电源，以保持内部RAM的数据。：当访问外部存储器时，由微处理器的P2口送出地址的高8为，P0口送出地址的低8位，数据通过P0口传送。：是程序存储器读选通信号，低电平有效。上一页下一页返回第一节MCS-51单片机的内部组成及信号引脚EA/VPP(31)：当EA端保持高电平时，访问内部程序存取器（4KB），但当PC（程序计数器）值超过0FFFH时，将自动转向执行外部