单片机原理及应用 教学课件 作者 娄国焕 第二章 MCS-51单片机的硬件结构.ppt

《单片机原理及应用 教学课件 作者 娄国焕 第二章 MCS-51单片机的硬件结构.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章MCS-51单片机的硬件结构12第二章目录2.1MCS-51单片机的物理结构2.1.1MCS-51单片机的封装形式与引脚定义2.1.2MCS-51单片机的系统结构及组成2.2MCS-51单片机的片外总线结构2.3MCS-51单片机的存储结构及存储器配置2.3.1MCS-51单片机的存储空间2.3.2片内数据存储器2.3.3片外数据存储器2.3.4程序存储器2.4特殊功能寄存器2.5MCS-51单片机的辅助电路及时序2.5.1时钟电路2.5.2时间周期的定义2.5.3指令的执行时序2.5.4常用复位电路及复位后的状态2.6并行输入

2、/输出接口2.6.1P0口2.6.2P1口2.6.3P2口2.6.4P3口3MCS-51单片机的物理结构；芯片外部每一个引脚的功能；总线结构；片内外数据存储器；程序存储器；特殊功能寄存器；时序；并行输入/输出接口。重点：单片机芯片的引脚功能；存储器；并行输入/输出接口难点：存储器；并行输入/输出接口内容提要452.1MCS-51单片机的物理结构8051/80C51是整个MCS-51系列单片机的核心，其他型号的单片机都是在这一内核的基础上发展起来的。MCS-51单片机系列分为51和52子系列，并以芯片型号的末位数字加以标识。其中51子系列

3、是基本型，而52子系列是增强型。单片机型号带有字母“C”的，表示该单片机采用的是CMOS工艺，具有低功耗的特点。8051的功耗为630mW，而80C51的功耗只有120mW。本章将对8051单片机的结构加以介绍。62.1.1MCS-51单片机的封装形式与引脚定义1.8051片上硬件资源8051为典型的ROM型单片机，内部硬件资源有：☆面向控制的8位CPU；☆4K字节掩膜程序存储器(ROM)；☆128字节内部数据存储器(RAM)；☆2个16位定时器/计数器；☆1个全双工的异步串行口；☆5个中断源、2个中断优先级的中断控制器；☆时钟电路，时

4、钟频率在1.2MHz~12MHz。72.8051的封装结构与引脚定义8051是DIP40双列直插封装形式的器件，其引脚图如图2.1所示。单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。(1)电源：①Vcc：芯片电源，接＋5V；②Vss：接地端；(2)时钟XTAL1、XTAL2：分别为晶体振荡电路反相输入端和输出端。(3)控制线（共4根）：①ALE/：地址锁存允许、片内EPROM编程脉冲。ALE功能：用来所存P0口送出的低8位地址；功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。②：外部程序存储器读

5、选通信号。8(a)8051引脚图(b)8051逻辑符号图2.18051单片机芯片引脚级芯片逻辑符号③RST/VPD：复位/备用电源。RST(Reset)功能：复位信号输入端。VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。④/Vpp：内外程序存储器选择/片内EPROM编程电源。功能：内外程序存储器选择端。Vpp功能：若片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。(4)I/O线8051共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属于控制总线）。

6、92.1.2MCS-51单片机的系统结构及组成1.MCS-51结构框图MCS-51单片机采用了冯·诺伊曼提出的经典计算机体系结构框架，该系列中的所有产品都含有8051的基本硬件资源（程序存储器除外），其结构如图2.2所示。在总体上可分为程序存储器、数据存储器、I/O模块和中央处理器CPU。10图2.28051结构框图此系列中不同型号的单片机产品各部件参数稍有不同，主要参数见表2-1。表2-1MCS-51系列单片机技术参数表11子系列片内ROM形式片内ROM片内RAM寻址范围I/O特性中断源个数无ROMEPROMFLASH定时器并行口串行

7、口51系列80318051875189514KB128B2×64KB2×164×81580C3180C5187C5189C514KB128B2×64KB2×164×81552系列80328052875289528KB256B2×64KB3×164×81680C3280C5287C5289C528KB256B2×64KB3×164×8162.MCS-51单片机内部结构MCS-51单片机芯片内部结构框图如图2.3所示。下面对功能部件做进一步说明：(1)CPUCPU即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它由运算器和控制器等部件组成。①运算器

8、运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。运算器电路包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件。运算器可以对半字节（4位）、单字节等数据进行操作，例如能完成加、