《片机原理与应用》ppt课件

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1、单片机原理与应用第2章单片机结构及原理本章内容:2.1单片机结构2.1.1单片机组成及结构2.1.2引脚定义及功能2.2单片机的工作原理2.2.1指令与程序概述2.2.2CPU的工作原理2.2.3单片机执行程序过程2.3存储器2.4特殊功能寄存器SFR2.5CPU时序及时钟电路2.6复位和复位电路2.7输入/输出端口结构2.880C51系列单片机的低功耗方式回顾:单片机是单片微型计算机的简称。单片机主要应用于控制领域,它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的,故又称为微控制器(MicroControllerUnit)。在国际上,“微控制器”的叫法更通用些,在我国比

2、较习惯“单片机”这一名称。由于单片机在应用时通常是被控系统的核心并融入其中,即以嵌入的方式工作,为了强调其“嵌入”的特点,也常常将单片机称为嵌入式微控制器。教学目的:了解80C51系列单片机的内部结构、工作原理、存储器结构、时序及复位电路等硬件内容。教学重点1.内部主要组成及工作原理;2.存储器结构特点;3.I/O的复用结构,及应用特点;4.时序及复位电路的作用。教学难点1.特殊功能寄存器的作用;2.堆栈及堆栈指针的作用。80C51单片机的结构1.典型单片机产品简介——MCS-51单片机系列MCS-51可分为两个子系列和4种类型,如表1-1所示。按资源的配置数量,MC

3、S-51系列分为51和52两个子系列,其中51子系列是基本型,而52子系列属于增强型。表1-1MCS-51系列单片机分类资源配置子系列片内ROM的形式片内ROM容量片内RAM容量定时器与计数器中断源无ROMEPROME2PROM8×51系列80318051875189514KB128B2×1658×C51系列80C3180C5187C5189C514KB128B2×1658×52系列80328052875289528KB256B3×1668×C252系列80C23280C25287C25289C2528KB256B3×167MCS-51子系列包含4个产品,这4个产品具

4、有不同的应用特性。8051:单片机8051内部包含了4KB的ROM、128B的RAM、21个特殊功能寄存器、4个8位并行口、一个全双工串行口、两个16位定时器/计数器以及一个处理功能很强的中央处理器,是一台完整的微型计算机8751:是以4KB的EPROM代替4KBROM的8051。8951:是以4KB的E2PROM(或FlashROM)代替4KBROM的8051。可用电的方法写入和清除内容。(P26)8031:是内部无ROM的8051。单片机8031不构成完整计算机,必须外接EPROM作为程序存储器。52子系列也包含4个产品,分别是51子系列的增强型。由于资源数量的增

5、加,芯片的功能有所增强。片内ROM容量从4KB增加到8KB;RAM容量从128B增加到256B;定时器数目从2个增加到3个;中断源从5个增加到6个等。单片机的制造工艺制造单片机的工艺只有两种:HMOS工艺和CHMOS工艺。早期的MCS-51系列芯片都采用HMOS工艺,即高密度、短沟道MOS工艺。8051、8751、8031、8951等产品均属于HMOS工艺制造的产品。CHMOS工艺是CMOS和HMOS的结合,除保持了HMOS工艺的高密度、高速度之外,还具有CMOS工艺低功耗的特点。例如HMOS工艺制造的8051芯片的功耗为630mW,而用CHMOS工艺制造的80C51

6、芯片的功耗为120mW,这么低的功耗用一粒钮扣电池就可以工作。单片机型号中包含有“C”的产品就是指它的制造工艺是CHMOS工艺。例如80C51就是指用CHMOS工艺制造的8051。80C51单片机系列80C51单片机系列是在MCS-51系列的基础上发展起来的。最早推出80C51系列芯片的是Intel公司,并且作为MCS-51系列的一部分,按原MCS-51系列芯片的规则命名,例如80C51、80C31、87C51等(至于89C51,我们把它归入89系列单片机,将在下一节介绍)。后来越来越多的公司生产80C51芯片,而且型号的命名已面目全非,功能上也做了不同程度的改进,如

7、增加了A/D转换、高速I/O口等。有些还在总线结构上做了重大改进,出现了廉价的非总线型单片机芯片。但是万变不离其宗。CHMOS工艺芯片80C51/80C31/87C51/89C51的基本特征是低功耗、允许的电源电压波动范围较大(为5V±20%),并有三种功耗控制方式(增加了待机和掉电保护两种方式)。习惯上,我们仍然把80C51系列作为MCS-51的子系列。AT89系列单片机AT89系列单片机是ATMEL公司的8位Flash单片机系列。这个系列单片机的最大特点是在片内含有Flash存储器,而其他方面和MCS-51没有太大的区别。该系列有着十分广泛的用途

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