第2章a 单片机的硬件结构

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1、第2章80C51单片机的硬件结构2.1单片机概述2.280C51单片机的逻辑结构及引脚2.380C51单片机的并行I/O口2.1单片机概述单片机组成框图单片机的特点(1)单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中，有较大的程序存储器空间，把开发成功的程序固化在ROM中，而把少量的随机数据存放在RAM中。这样，小容量的数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加速单片机的执行速度。(2)采用

2、面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。(3)单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。(4)单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。单片机的应用(1)体积小，成本低，运

3、用灵活，易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。(2)面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。(3)抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。(4)可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有：(1)工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等。(2)仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字

4、示波器等。(3)计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。(4)商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。(5)家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。INTEL主要单片机系列2.280C51单片机的逻辑结构及引脚MCS-51单片机内部逻辑结构框图CPU内部结构：（1）运算器电路：算术逻辑单元ALU、累加器ACC、寄存器B、程序状态字PSW和2个暂存器等。核心：算术逻辑运算单元ALU(8位)：完成+、–、×、÷算术运算，与、或、非、异或逻辑运算，循环移

5、位、位处理。（2）控制器电路：程序计数器PC、PC+1寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时与控制电路等。单片机执行程序就是在控制电路的控制下进行的。首先从程序存储器中读出指令，送指令寄存器保存，然后送指令译码器进行译码，译码结果送定时控制电路，由定时控制逻辑产生各种定时和控制信号，再送到系统的各个部件去控制相应的操作。内部存储器：RAM（1）包括RAM128X8和RAM地址寄存器（2）实际的256个单元，后128个位专用寄存器，用户仅能使用前128个存储单元ROM用以存放原始数据程序表格等（固定不变）4K定时器、计数器：2个16位的定

6、时器、计数器，实现控制或者计时功能。单片机主要用于控制领域，这领域经常用到定时和控制功能，所以单片机设置了它们，使得我们控制应用方便。8个并行IO口：P0、P1、P2、P3一个全双工的串口，功能强大。中断控制电路、位处理、内部总线。2.2.280C51单片机引脚MCS-51单片机40脚Vcc,GND2XTAL1,XTAL22RESET1EA/Vpp1ALE/PROG1PSEN1P0.0—P0.78P1.0—P1.78P2.0—P2.78P3.0—P3.78Vcc,GND(Vss):正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的单

7、片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入/输出端RESET:复位端复位使单片机进入某种确定的初始状态EA/Vpp:寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。低有效，片内无ROM时必须接地；片内有ROM时应当接高电平；对片内ROM编程时编程正电源加到此端。ALE/PROG:地址锁存允许/编程脉冲输入端。P0口寻址外部低8位地址时接外部锁存器G端；ALE端平时会输出周期正脉冲：ffosc/6；对片内ROM编程时编程脉冲由此端加入。PSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的读

8、控制端（OE）低有效。单片机锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROMPSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的读控