单片机技术应用 教学课件 作者 朱运利 主编 第二章.ppt

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1、单片机技术应用第二章MCS-51单片机结构和原理第2章MCS-51单片机结构和原理2.1MCS-51单片机总体结构2.1.1MCS-51单片机的内部结构2.1.2MCS-51单片机引脚及其功能2.2MCS-51单片机存储结构2.2.1程序存储器2.2.2数据存储器2.3MCS-51单片机外围电路2.3.1复位电路2.3.2时钟电路与时序2.1MCS-51单片机总体结构2.1.1MCS-51单片机的内部结构MCS-51单片机的内部结构如图2-1所示。2.1.1MCS-51单片机的内部结构下面介绍各部分的基本情况。1.

2、中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能，MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。2.内部数据存储器（内部RAM）MCS-51单片机中共有256个RAM单元，前128个单元供用户使用，用于存放可读写的数据，简称内部RAM。（后128单元被专用寄存器占用）3.内部程序存储器（内部ROM）MCS-51单片机中共有容量为4KB的ROM，用于存放程序、原始数据或表格，简称内部ROM。2.1.1MCS-51单片机的内部结构4.定时/计数器MCS-51单片机中共有两个16位的定时/计数器，实现定时

3、或计数功能，并以定时或计数的结果对单片机进行控制。5.并行I/O口MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2和P3），实现数据的并行输入/输出。6.串行口MCS-51单片机有一个全双工的串行口，实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。2.1.1MCS-51单片机的内部结构7.中断控制系统MCS-51单片机的中断功能较强，有5个中断源（外部中断两个，定时/计数中断两个，串行中断一个），全部中断分为高级和低级两个优先级别。8.时钟电路MCS-51单片机内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路

4、为单片机产生时钟脉冲序列，系统的晶振频率一般为6MHz和12MHz。2.1.2MCS-51单片机引脚及其功能MCS-51单片机共有40个信号引脚，有双列直插式封装和方型封装（44个引脚，其中4个引脚不用）两种封装方式，下面以标准的40引脚双列直插式集成电路芯片为例介绍引脚及其功能，如图2-2所示。图2-2MCS-51单片机的引脚2.1.2MCS-51单片机引脚及其功能1.电源引脚VCC（40脚）：电源端，为+5V。VSS（20脚）：接地端。2.时钟电路引脚XTAL2（18脚）：接外部晶体和微调电容的一端，是单片机内

5、部振荡电路反相放大器的输出端，其振荡频率为晶体固有频率。若需采用外部时钟电路时，该引脚输入外部时钟脉冲。XTAL1（19脚）：接外部晶体和微调电容的另一端，是单片机内部振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时，该引脚必须接地。2.1.2MCS-51单片机引脚及其功能3.控制信号引脚RST（9脚）：RST是复位信号输入端，高电平有效。当RST引脚保持两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能是备用电源的输入端，当主电源发生故障，降低到规定的低电平时，+5V电源自动接入R

6、ST端，为系统提供备用电源，保证复位后能继续正常运行。ALE（30脚）：地址锁存允许信号端。当系统正常工作后，ALE引脚不断输出脉冲信号，CPU访问片外存储器时，ALE输出信号做为锁存低8位地址的控制信号。ALE端负载驱动能力为8个LS型TTL负载。2.1.2MCS-51单片机引脚及其功能此引脚的第二个功能PROG在对片内带有4KBEPROM的8751写入编程（固化程序）时，做为编程脉冲输入端。PSEN（29脚）：程序存储允许输出信号端。在访问片外程序存储器时，此引脚定时输出脉冲做为片外程序存储器的选通信号。PSE

7、N端同样可驱动8个LS型TTL负载。EA（31脚）：外部程序存储器地址选通信号端。当EA引脚接高电平时，CPU访问片内程序存储器,当PC(程序计数器)值超过0FFFH(4KB)时,将自动转去访问片外程序存储器。当EA引脚接低电平时，CPU访问外部程序存储器。对于无片内程序存储器的8031等，需外扩EPROM。2.1.2MCS-51单片机引脚及其功能4.输入/输出端口P0端口（P0.0-P0.7，39-32脚）：P0端口是一个漏极开路的8位I/O端口，做为漏极开路的输出端口，每位可以驱动8个LS型TTL负载。当P0端

8、口做为输入口使用时，应先向P0端口锁存器（地址80H）写入“1”，此时P0端口的全部引脚浮空。在CPU访问片外存储器时，P0端口是分时提供低8位地址和8位数据的复用总线。P0端口的逻辑电路如图2-3所示。图2-3P0端口某位结构2.1.2MCS-51单片机引脚及其功能P1端口（P1.0-P1.7，1-8脚）：P1端口是一个带内部上拉电阻的8位I/O端口，P1