单片机原理及应用 C51版 教学课件 作者 刘瑞新2章.ppt

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1、2.1MCS-51单片机的基本组成2.2存储器配置2.3时钟电路与时序2.4复位电路本章重点内容：1MCS-51单片机硬件的功能结构及内部组成2单片机引脚功能及应用特点3片内数据存储器和特殊功能寄存器的组织特点4单片机的工作方式和典型的CPU时序第2章MCS-51单片机基本结构2.1MCS-51单片机总体结构MCS-51系列单片机可分为两大系列：51子系列和52子系列。51子系列单片机的典型产品有8051、87C51、AT89S51、STC89S51等。它们的结构基本相同，其主要差别反映在片内存储器的配置上有所不同。52子系列单片机的典型

2、产品有8052、87C52，AT89S52、STC89S52。内含8KB的掩模ROM程序存储器和256B的RAM数据存储器。2.1.18051单片机的基本组成51单片机内部由CPU、4KB的ROM、128B的RAM、4个8位的I/O并行端口、一个串行口、两个16位定时/计数器及中断系统等组成。8051单片机内部基本结构框图8051单片机系统结构原理框图。1.CPUCPU是单片机内部的核心部件，是单片机的指挥和控制中心。CPU可分为运算器和控制器两大部分。(1)控制器控制器的功能是：接受来自程序存储器ROM存储单元的指令，并对其进行译码，通

3、过定时和控制电路，按时序规定发出指令功能所需要的各种（内部和外部）控制信息，使各部分协调工作，完成指令功能所需的操作。控制器主要包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器及定时控制电路等。(2)运算器ALU运算器的功能是：对数据进行算术运算和逻辑运算。计算机对任何数据的加工、处理必须由运算器完成。2.RAMRAM为单片机内部数据存储器。其存储空间包括随机存储器区、寄存器区、特殊功能寄存器及位寻址区。3.ROMROM为单片机内部程序存储器。4.并行I/O口P0～P3是四个8位并行I/O口，每个口既可作为输入，也可作为输出。单片机在与外部存储器及

4、I/O端口设备交换信息时，必须由P0～P3口完成。5.定时器/计数器定时器/计数器用于定时和对外部事件进行计数。6.中断系统51单片机有5个中断源，中断处理系统灵活、方便，使单片机处理问题的灵活性和工作的效率大大提高。7.串行接口串行接口提供对数据各位按序一位一位地传送。8.时钟电路OSC时钟电路用于产生单片机中最基本的时间单位。2.1.2MCS-51引脚功能MCS-51单片机采用40脚双列直插式封装，其引脚排列及逻辑符号如图所示。1．主电源引脚VCC和VSSVCC：接主电源+5V。VSS：电源接地端。2．时钟电路引脚XTAL1和XTAL

5、2XTAL1是片内振荡器反相放大器的输入端，XTAL2是片内振荡器反相放大器的输出端，也是内部时钟发生器的输入端。3.控制信号引脚(1)RST/VPDRST/VPD为复位/备用电源输入端。(2)ALE/ALE/为低8位地址锁存使能输出/编程脉冲输入端。(3)为外部程序存储器控制信号，即读选通信号(4)/VPP为外部程序存储器允许访问/编程电源输入。4.并行I/O口P0～P4端口引脚(1)P0口（P0.0～P0.7）P0口是一个8位漏极开路型双向I/O端口。P0口可作通用I/O口使用，但在端口进行输入操作前，应先向端口的输出锁存器写“1”。

6、(2)P1口（P1.0～P1.7）P1口是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O端口。当P1输出高电平时，能向外部提供拉电流负载，因此，不需再外接上拉电阻。(3)P2口（P2.0～P2.3）P2口也是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O端口。当CPU访问外部存储器时，P2口自动用于输出高8位地址，与P0口的低8位地址一起形成外部存储器的16位地址总线。(4)P3口（P2.0～P2.7）P3口是一个内部带上拉电阻的8位多功能双向I/O端口。2.2存储器配置2.2.1AT89S51单片机存储配置简介51系列的存储器把程序和数据的存储空间严格区分

7、开。MCS-51（8051）存储结构如图所示。程序存储器数据存储器MCS-51存储器的划分方法如下：(1)从物理结构上划分，有4个存储空间。片内程序存储器。片外程序存储器。片内数据存储器。片外数据存储器。(2)从逻辑上划分，有3个存储器地址空间。片内外统一编址的64KB的程序存储器地址空间。片内（128+128）B数据存储器地址空间。片外64KB的数据存储器地址空间。在访问不同的逻辑存储空间时，MCS-51提供了不同形式的指令：MOV指令用于访问内部数据存储器。MOVC用于访问片内外程序存储器。MOVX用于访问外部数据

8、存储器。2.2.2程序存储器程序存储器用于存放已编制好的程序及程序中用到的常数。程序存储器由ROM构成，单片机掉电后ROM内容不会丢失。51子系列单片机内部ROM为4KB，片内、片外程序存储器