MCS-51单片机原理与应用小结.ppt

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1、MCS-51单片机原理与应用小结一、什么是单片机二、MCS-51单片机系统结构三、MCS-51存储器与布尔处理器四、MCS-51指令系统五、MCS-51中断系统六、MCS-51的定时器/计数器七、MCS-51的串行通信口八、MCS-51的汇编语言程序设计基础九、MCS-51系统的功能扩展一、什么是单片机一、什么是单片机它是将组成微型计算机所必须的部件（中央处理器CPU、程序存贮器（ROM)、数据存贮器（RAM)、输入/输出（I/O)接口、定时/计数器、串行口、系统总线等）集成在一个超大规模集成电路芯片上。二

2、、MCS-51单片机系统结构MCS-51硬件配置基本配置：8位CPU振荡器和时钟电路片内4K/8K字节ROM/EPROM、128/256字节RAM可寻址外部程序存储器和数据存储器各64K字节二十多个特殊功能寄存器(SFR)32线并行I/O接口2/3个片内16位定时器/计数器片内中断处理系统（5/6个中断源，2个优先级）1个片内全双工串行I/O口位处理功能P0.0-P0.7P2.0-P2.7P1.0-P1.7P3.0-P3.7PSENALE/EARSTVccVssXTAL1XTAL2MCS-51单片机内部硬件

3、结构PCONSCONTMODTCONTH0TL0TH1TL1T2CONTH2TL2RCAP2LRCAP2HSBUFIEIP中央处理器(CPU)8051的核心部件是一个8位CPU,它是8051的指挥中心、执行机构，读入和分析每条指令，控制单片机的各个部件执行制定的操作。它是由8位算术/逻辑运算部件ALU、布尔处理器、定时/控制部件和若干寄存器等主要部件组成。算术/逻辑运算部件ALUALU包括运算器、布尔处理器、累加器A、寄存器B、暂存器、程序状态字PSW寄存器等。其功能是实现数据的算术/逻辑运算、位变量处理和

4、数据传送等操作。（+、–、×、÷算术运算，与、或、非、异或逻辑运算、循环移位、位处理）8051的指令代码不超过3字节，当主频12MHZ时，指令的执行时间为：1us(64条)、2us(45条)、乘除法指令为4us。专用寄存器8051内部有工作寄存器、专用寄存器和特殊功能寄存器。累加器A(8位)寄存器B(8位)数据指针DPTR(16位)程序状态字PSW(8位)堆栈及栈指针SP（8位)CyACF0RS1RS0OV—P向CPU提供两相时钟信号振荡器输出信号单片机时钟电路一个机器周期=6个状态=12个振荡周期P1P2

5、S1P2振荡周期时钟周期机器周期机器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2MCS-51单片机各种周期的相互关系MCS-51取指/执行时序图MCS-51单片机有4个双向并行的8位I/O口P0～P3，可并行输入或输出8位数据，也可按位使用。MCS-51并行I/O口结构8051有4个8位并行I/O接口，各具特殊的电路结构，每位具有自己的锁存器、输出驱动和输入缓冲器。这种结构在输出时锁存，即

6、输出新数据之前通道口上的数据保持不变。不扩展外部功能时，P0、P1、P2均可做典型I/O口使用，P3作做典型I/O口和第二特殊功能口用；当外部功能扩展时，P0口做低8位地址和数据总线复用，P2口做高8位地址，P1口典型I/O端口P0口1地址/数据复用总线口控制信号为1，输出的地址数据通过与门驱动T1,同时通过反相器驱动T2。锁存器一般I/O口控制信号为0，与门输出为0使T1截止,输出为漏极开漏电路，需外接上拉电阻。除了读引脚操作外，还可以读锁存器，实现读锁存器—修改—再写入操作。P0口访问外部存储器时是地址

7、/数据复用总线口，真正双向I/O口。做通用I/O口是准双向，由输出状态变为输入时，置锁存器为1再输入。输出级能驱动8个TTL负载。一般P0做地址/数据复用总线口，就不能再做通用I/O口时用。复位后自动置成地址/数据复用总线口。P0口P2口当系统外部功能扩展时，P2口输出高8位地址，这时不能再做通用I/O口使。不扩展时可做通用I/O口。输出级能驱动4个TTL负载。当开关接通地址信号，地址信号通过反相器驱动T1，输出到引脚。当开关接通Q，进行通用I/O口操作。属于准双向口，由输出转为输入状态时，必须先置位锁存器

8、使T1截止。P2口内部有上拉电阻。锁存器P1口P1是标准的8位准双向并行通用I/O口。输出级能驱动4个TTL负载。锁存器P1.X引脚P3口P3是双功能口，即可做8位准双向并行通用I/O口，又具有第二变异功能。输出级能驱动4个TTL负载。P3口的第二功能表P3.2P3.3位线引脚第二功能P3.010RXD（串行输入口）P3.111TXD（串行输出口）12INT0（外部中断0）13INT1（外部中断1）P3.414T