单片机原理及接口技术 李全利 第2章.ppt

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1、第2章80C51的结构和原理教学目的了解单片机的内部结构与主要型号。掌握单片机引脚信号功能定义。掌握单片机的存储器空间分配及各I/O口的特点。掌握单片机的复位电路、时钟电路及指令时序。学习重点和难点单片机的结构特点。存储器配置与空间的分布。程序状态寄存器(PSW)。单片机的指令时序。1第2章80C51的结构和原理2.780C51的并行口结构与操作2.180C51系列概述2.280C51的基本结构及内部结构2.380C51典型产品资源配置与引脚封装2.480C51的时钟与时序2.680C51的存储器组织2.580C51的复位22.180C51系列概述2.1.

2、1MCS-51系列（1）MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。（2）该系列生产工艺有两种：型号中凡带有字母“C”的即为CHMOS芯片HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。H:高速度和高密度；与TTL电平兼容CHMOS工艺（互补金属氧化物的HMOS工艺）。C:低功耗；CHMOS与TTL和COMS电平都兼容80C51和MCS-51的关系8051是MCS-51系列单片机的典型品种。以8051为基核开发出的CHMOS工艺单片机产品统称为80C51。8051的功耗为630mW，而80C51的功耗只有120mW。3（3）在功能上，该系列单片机有基本型

3、和增强型两大类：基本型：1增强型：2﹡80C51有4K字节的掩膜ROM；﹡87C51有4K字节的EPROM；﹡80C31在芯片内无程序存储器。（4）在片内程序存储器的配置上，该系列单片机有三种形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess(无片内程序存储器)。如：42.1.280C51系列以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。﹡Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；﹡ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；52.280C51的基本结构及内部结构2.2.180C5

4、1的基本结构框图68051单片机的结构框图如图所示，可以看出，在一块芯片上集成了一个微型计算机的主要部件，它包括以下几部分：1个8位微处理器(CPU)。1个时钟电路。4KB程序存储器。256B数据存储器。2个16位定时/计数器。64KB扩展总线控制电路。4个8位并行I/O接口P0～P3。1个全双工串行I/O接口。5个中断源，其中包括2个优先级嵌套中断。72.2.280C51的内部结构8一、80C51微处理器（CPU)二、80C51片内存储器(ROM、RAM)三、80C51的I/O口及功能单元2.2.280C51的内部结构四、80C51特殊功能寄存器（SFR

5、）9一、80C51微处理器（CPU)CPU即中央处理器，是单片机的核心部件，是计算机的控制指挥中心。由运算器和控制器两部分组成。运算器电路以算术逻辑单元(ALU，ArithmeticLogicUnit)为核心，由暂存器1、暂存器2、累加器(A，Accumulator)、寄存器B、程序状态寄存器(PSW，ProgramStatusWord)及布尔处理机共同组成。它的主要任务是完成算术运算、逻辑运算、位运算和数据传送等操作，运算结果的状态由程序状态寄存器(PSW)保存。控制器电路包括程序计数器(PC)、PC增1寄存器、指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)、数

6、据指针(DPTR)、堆栈指针(SP)、缓冲器及定时控制电路等。控制器电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。10运算器CPU算术/逻辑部件ALU(ArithmeticLogicUnit)累加器ACC(Accumulator)程序状态字寄存器PSW(ProgramStatusWord)暂存寄存器寄存器B控制器堆栈指针SP数据指针DPTR程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器ID11二、80C51的片内存储器80C51单片机与一般微机的存储器配置方式很不相同。一般微机通常只有一个逻辑空间，可以随意安排数据或程序。访问存储器时，同一地址对应唯一的存储单元

7、，可以是ROM也可以是RAM，并用同类访问指令。而MCS-51则不同：80C51在物理结构上设计成程序存储器与数据存储器独立分开的哈佛结构。在芯片内部有：程序存储器4KB（ROM0000H~0FFFH）；数据存储器128B（RAM00H~7FH）；21字节的特殊功能寄存器（SFR）；在芯片外还可以扩展ROM、RAM最多可达到64KB。12三、80C51的I/O口及功能单元四个8位的并行口，即P0~P3。它们均为双向口，既可作为输入，又可作为输出。每个口各有8条I/O线。有一个全双工的串行口（利用P3口的两个引脚P3.0和P3.1）；有2个16位的定时/计数

8、器；有1套完善的中断系统。13四、80C51特殊功能寄存器（SFR