单片微机原理与应用 教学课件 作者 罗印升 2011-part_02.ppt

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1、“单片机原理与应用”课程第2章51系列单片机的结构及原理7/22/20211第2章：51系列单片机的结构及原理2.151系列单片机的结构原理2.251系列单片机的存储器组织2.351系列单片机的输入/输出口2.451系列单片机的时钟电路与时序2.551系列单片机的复位电路2.6低功耗工作方式与看门狗定时器7/22/20212【基本知识点与要求】理解51系列单片机的内部结构、基本组成、访问存储器的时序、低功耗工作方式、看门狗定时器。(2)熟练掌握51系列单片机的引脚与功能。(3)熟练掌握51系列单片机的存储器组织与I/O接口的特点、操作方法。(4)熟练

2、掌握51系列单片机的时钟电路、时序及其相关概念和复位电路。【重点与难点】重点是51系列单片机的内部资源、外部引脚与功能、存储器组织、时钟电路、时序和复位电路。难点是内部数据存储器及高128B数据存储单元与SFR区域的区别与使用方法，访问片外ROM/RAM的指令时序。第2章：51系列单片机的结构及原理7/22/202132.151系列单片机的结构原理2.1.151系列单片机的基本组成：7/22/202142.151系列单片机的结构原理7/22/202152.151系列单片机的结构原理1.一个8位CPU；2.4KB片内ROM/EPROM/Flash、12

3、8BRAM；3.4个8bit并行I/O口P0~P3；4.2个16位定时器/计数器T0、T1；5.片内中断处理系统，5个中断源，2级中段；6.片内全双工异步串行I/O口UART；7.时钟电路。89C52的变化，8KFlashROM代替4kROM,RAM增加到256B,增加了一个16bit定时/计数器（T2）。2.1.151系列单片机的基本组成：7/22/202162.151系列单片机的结构原理2.1.151系列单片机的内部组成：1.中央处理单元CPU（1）运算器以ALU（ArithmeticandLogicalUnit）为核心，由暂存器1、暂存器2、累

4、加器ACC(Accumulator，简称A)、B寄存器、布尔处理器和程序状态寄存器PSW（ProgramStatusWord）组成。主要完成:算术运算（加、减、乘、除、增量、减量、十进制数调整）、逻辑运算（与、或、异或）、位运算（位置“1”、置“0”和取反）和数据传送等操作，运算结果的状态由PSW保存。7/22/202172.151系列单片机的结构原理（2）控制器由程序计数器PC(ProgramCounter)、PC加1寄存器、指令寄存器IR（InstructionRegister）、指令译码器ID（InstructionDecoded）、数据指针D

5、PTR(DataPointor)、堆栈指针SP(StackPointor)、缓冲器和定时控制电路等组成。主要完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。2.片内存储器51系列单片机存储器空间有程序存储器和数据存储器两个独立的空间，这种形式为哈佛结构（分别独立编址）。AT89S51有128B的片内数据存储器RAM、可外扩展64KB；有4KB可在系统编程的FlashROM，可外扩展到64KB。7/22/202182.151系列单片机的结构原理3.I/O接口与部件51系列单片机有4个8位并行I/O接口。每一个接口都有数据输出锁存器、输入缓冲器和输出驱动器。

6、锁存器作为特殊的寄存器属于端口，具有端口地址。CPU通过内部总线对I/O接口中的寄存器进行读写，由于每一个接口只有一个端口，对单片机而言就不再区分两者，我们把4个接口和其中的锁存器都统一标记为P0～P3，简称为P0口、P1口、P2口和P3口。51系列单片机还有1个可编程全双工异步串行I/O接口UART。这里所讲的并行就是所有各位数据同时并排传输的方式；串行就是所有各位数据按一定顺序，一位接着一位传输的方式。另外，还有定时器/计数器、中断系统。7/22/202192.151系列单片机的结构原理2.1.2单片机引脚及功能RST/VPDP3.1P3.2P3

7、.3P3.4P3.5P3.6P3.7P3.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P2.7P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0RXDTXDINT0INT1T0WRRDT1XTAL2XTAL1VssVcc51系列40393837363534333231302928272625242322211234567891011121314151617181920P0口:I/O口或数据总线/低8位地址总线复用口P1口:I/O口P3口:I/O口或第2功能口P

8、2口:I/O口或高8位地址总线控制总线控制总线EA/VPPALE/PROG/PSEN时钟复位引脚7/22/2