单片机原理及应用 教学课件 作者 王景景 2.ppt

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1、2.单片机的硬件结构8/10/2021《单片机原理与应用》2.单片机的硬件结构本章要点：MCS-51单片机主要功能特点和内部结构MCS-51单片机的引脚功能与I/O口MCS-51单片机的存储器结构MCS-51单片机的CPU时序MCS-51单片机的低功耗运行方式8/10/202122.1MCS-51单片机主要功能特点和内部结构MCS-51系列单片机的典型代表是8051、8751、8031，它们的指令完全兼容，仅在内部结构和应用特性方面稍有差异。8/10/20213主要功能特点如下：8位CPU128B数据存储器RAM(52系列有256字节)4KB程序存储器ROM/EPROM(8051

2、/8751)特殊功能寄存器区5个中断源，2个中断优先级32根I/O线(4个8位并行口)2个16位定时/计数器(52系列为3个)1个全双工异步串行口1位布尔处理机片外可扩展64KB程序存储器ROM和64KB数据存储器RAM片内振荡器及时钟电路8/10/20214说明：8051片内程序存储器为掩膜ROM，可根据特殊要求和用途在制造芯片时将专用程序固化进去，成为专用计算机。8031单片机内部没有ROM，使用时需外接程序存储器芯片，其它与8051完全一样。8751内部为EPROM，其它与8051无差别。8/10/20215MCS-51单片机的内部结构:微处理器ALU控制逻辑RAMP0口P

3、2口EPROM/ROMP1口串行口定时器计数器P3口中断系统特殊功能寄存器(SFR)P3.0~P3.78888VccVssP0.0~P0.7P2.0~P2.7P1.0~P1.7XTAL1XTAL2PSENEAALERESETMCS-51单片机功能框图8/10/202162.2MCS-51单片机的引脚功能与I/O口HMOS制造工艺的单片机大部分采用双列直插式（DualIn-linePackage，DIP）封装，共40条引脚，如图所示。双列直插式封装8/10/20217CHMOS制造工艺的单片机除采用DIP封装方式外，还采用方形封装，共44条引脚，其中4只引脚为无用引脚NC，有PLC

4、C（PlasticLeadedChipCarrier,PLCC）封装和PQFQ（PlasticQuardFlatPackage，PQFQ）封装2种形式，如教材图2-3（b）和（c）所示。8/10/20218PLCC封装8/10/20219PQFP封装8/10/2021102.2.1电源引脚电源引脚提供芯片的工作电源，MCS-51系列单片机采用单一+5V供电。1．Vcc（40号引脚）Vcc接+5V电压。2．GND（20号引脚）8/10/2021112.2.2时钟部分MCS-51单片机的定时器控制功能是由片内的时钟电路和振荡电路完成的，而根据硬件电路的不同，片内的时钟产生有两种方式：

5、内部时钟方式和外部时钟方式。单片机内部有一个反相放大器，XTAL1、XTAL2分别为反相放大器的输入端和输出端，外接定时反馈元件组成振荡器（内部时钟方式）或通过外部输入时钟（外部时钟方式）的方法，产生的时钟送至单片机内部的各个部件。时钟频率越高，单片机控制器的控制节拍越快，运算速度也就越快。8/10/2021121．内时钟方式利用芯片内部振荡电路，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡。定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路。晶体可以在1.2MHz~12MHz之间选择；电容可以在20~60pF之间选择，对时钟频率有微调作用，通常为30pF

6、左右。8/10/2021132.外时钟方式XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器，对外部振荡信号无特殊要求。由于XTAL2端的电平不是TTL电平，故应接一上拉电阻。外部振荡器的频率应低于12MHZ。8/10/2021142.2.3控制引脚1．RST/VPD复位信号（9号引脚）复位的目的是使单片机和系统中的其它部件处于某种确定的初始状态。时钟电路工作后，在RST引脚上出现两个机器周期的高电平，单片机内部进行初始复位，复位后片内寄存器状态如表2-2所示。只要该引脚保持高电平，单片机将循环复位。当该引脚从高电平变成低电平时，单片机将从0000H单元开始执行程序。8/10/202115寄

7、存器内容寄存器内容PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0~P30FFHSCON00HIPXXX00000SBUF不定IE0XX00000PCON0XXX0000表2-2复位后内部寄存器状态8/10/202116说明：复位不影响片内RAM状态，只要该引脚保持高电平，单片机将循环复位。当该引脚从高电平变成低电平时，单片机将0000H单元开始执行程序。该引脚还有复用功能。