片微型计算机原理与接口技术第二版第2章80C51单片微机的基本结构06112l

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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材单片微型计算机原理与接口技术（第二版）高锋编著科学出版社北京第二章80C51单片微机的基本结构微型计算机的基本组成有三部分，即CPU+存储器+I/O接口。80C51内部结构如图2－1所示。CPU(算术逻辑单元ALU、控制器)存储器-程序存储器ROM、数据存储器RAM定时器/计数器并行I/O口P0～P3串行口中断系统定时控制逻辑电路等2.180C51单片微机的内部结构微型计算机的基本组成有三部分，即CPU+存储器+I/O接口。80C51内部结构如图2－1所示。CPU(算术逻辑单元ALU、控制器)存储器-程序存储器RO

2、M、数据存储器RAM定时器/计数器并行I/O口P0～P3串行口中断系统定时控制逻辑电路等这些部件通过内部总线连接起来，基本结构仍然是通用CPU加上外围芯片的结构模式，但采用了特殊功能寄存器(SFR)进行集中控制的方法。1.中央处理器单片微机的核心，主要完成运算和控制功能，又增设了“面向控制”的处理功能，增强了实时性。2.程序存储器80C31：内部没有程序存储器80C51：内部带ROM87C51：内部带EPROM单片微机的程序存储器有以下几种结构形式：⑴片内只读存储器程序必须在制作单片微机时写入，一次性固化。这种结构形式只适用于程序已成熟、定型，且批量很

3、大的场合。并且只能在厂家定制完成。⑵片内可编程的ROM片内可编程的ROM可直接由用户进行编程。·紫外线可擦除型ROM－EPROM型单片微机(如87C51)。EPROM需用紫外线擦除，必须脱机固化，不能在线改写。·电可擦除型ROM——EEPROM，称为Flash单片微机(如89C51)。应用系统的现场调试。EPROM和EEPROM都是可以多次擦除和编程的，或称MTP的ROM。·OTP的ROM，仅允许用户一次编程。⑶片外只读存储器由于受芯片集成度的限制，片内只读存储器一般存储容量较小。利用单片微机的并行扩展技术可以外扩片外只读存储器。3.数据存储器（RAM

4、）在单片微机中，用RAM来存储程序在运行期间的工作变量和数据，所以称为数据存储器。一般在单片微机内部设置一定容量（64B～384B或更大容量）的RAM，以加快单片微机运行的速度，还可以使存储器的功耗下降很多。在单片微机中，常把寄存器（如工作寄存器、特殊功能寄存器、堆栈等）在逻辑上划分在片内RAM空间中，所以可将单片微机内部RAM看成是寄存器堆，有利于提高运行速度。4.并行I/O口单片微机往往提供了许多功能强、使用灵活的并行输入/输出引脚，用于检测与控制。●有些I/O引脚还具有多种功能，比如可以作为数据总线的数据线、地址总线的地址线、控制总线的控制线等。

5、●单片微机I/O引脚的驱动能力也逐渐增大，甚至可以直接驱动外扩的LED显示器。5.串行I/O口实现与某些终端设备进行串行通信，或者和一些特殊功能的器件相连的能力，甚至用多个单片微机相连构成多机系统。6.定时器/计数器用于精确的定时，或者需对外部事件进行计数80C51有两个16位的定时器/计数器，80C52有三个16位的定时器/计数器。7.中断系统具有内、外共五个中断源，两个中断优先级。8．定时电路及元件计算机的整个工作是在时钟信号的驱动下，按照严格的时序有规律地一个节拍一个节拍地执行各种操作。单片微机内部设有定时电路，只需外接振荡元件即可工作。外接振荡

6、元件一般选用晶体振荡器，或用价廉的RC振荡器，也可用外部时钟源，作为振荡元件。有的单片微机将振荡元件也集成在芯片内部，80C51／80C52的封装及逻辑图如图2－2所示。若不需要通过并行总线扩展芯片，常采用20引脚甚至仅14引脚的单片微机，如ATMEL公司的89C1051/2051/4051，或PHILIPS公司的P87LPC764。它们的封装及引脚见图2–3。2.280C51单片微机的引脚及其功能按引脚的功能可分为三部分：1.电源和晶振·Vcc——运行和程序校验时接电源正端。·Vss——接地。·XTAL1——输入到单片微机内部振荡器的反相放大器。当采

7、用外部振荡器时，对HMOS单片微机,此引脚应接地；对CHMOS单片微机，此引脚作驱动端。·XTAL2——反相放大器的输出，输入到内部时钟发生器。当采用外部振荡器时，XTAL2接收振荡器信号，对CHMOS，此引脚应悬浮。2.I/O·P0——8位、漏极开路的双向I/O口。当使用片外存储器（ROM及RAM）时，作低8位地址和8位数据总线分时复用。·P1——8位、准双向I/O口。对于80C52，P1.0——T2，是定时器2的计数输入端；P1.1——T2EX，是定时器2的外部输入端。·P2——8位、准双向I/O口。当使用片外存储器（ROM及RAM）时，输出高8位

8、地址。·P3——8位、准双向I/O口，具有内部上拉电路。P3提供各种替代功能。在提供这些功能时