【精品PPT】AT89C51的结构和原理- 单片机原理及应用电子教学教案.ppt

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1、第2章AT89C51的结构和原理教学目标2.1AT89C51单片机的结构2.2AT89C51单片机外形及引脚功能2.3AT89C51存储器2.4AT89C51单片机工作方式2.5AT89C51时钟电路与时序本章小结思考题与习题教学目标1.总体了解AT89C51单片机内部结构。2.熟悉AT89C51单片机40个引脚及其功能。3.熟悉AT89C51三个不同存储空间配置及地址范围，了解不同存储空间的操作指令和控制信号。4.熟悉AT89C51片内RAM低128B分区结构和作用。5.了解特殊功能寄存器地址分布范围，

2、理解ACC、B、SP、DPTR的作用和功能，重点掌握PSW结构组成和各位作用。通过本章教学，要求达到以下目标：6.理解程序计数器PC的功能。7.了解AT89C514个I/O端口结构及工作原理。8.理解在扩展外存储器情况下，P0、P2及P3口的功能作用。9.了解堆栈指针SP及堆栈的作用；10.掌握堆栈的设置及使用方式；11.熟悉AT89C51复位条件、复位电路和复位后常用的SFR的状态。12.理解时钟电路组成、时钟和机器周期的概念。课前预习和复习检测1号题2号题3号题4号题5号题6号题7号题8号题9号题温故

3、知新检测微机中常用的进制有哪些？各有何特点？1号题温故知新检测什么是BCD码和BCD数？BCD数的加减运算有何特点？2号题温故知新检测什么是原码、反码和补码？3号题温故知新检测4号题1101101.1011B=？H温故知新检测5号题AT89C51系列单片机内部包含哪些主要功能部件？温故知新检测程序计数器PC的作用是什么？6号题温故知新检测AT89C51的CPU主要由哪几部分组成?7号题温故知新检测单片机CPU运算器的核心部件是什么？其主要功能有哪些？8号题温故知新检测AT89C51单片机内部有多少字节的R

4、AM和FlashROM？9号题2.1AT89C51单片机的结构AT89系列单片机在内部结构上基本相同，其中不同型号的单片机只不过在个别模块和功能方面有些区别。AT89C51单片机内部硬件结构框图如图2.1所示。它由一个8位中央处理器（CPU）、一个256B片内RAM及4KBFlashROM、21个特殊功能寄存器、4个8位并行I/O口、两个16位定时/计数器、一个串行I/O口以及中断系统等部分组成，各功能部件通过片内单一总线联成一个整体，集成在一块芯片上。2.1AT89C51单片机的结构时序和振荡电路程序存

5、储器ROM数据存储器RAM2个16位定时/计数器CPU内部8位数据总线中断系统并行I/O口串行I/O口内部中断外部中断P0P1P2P3RXDTXD时钟源外部事件图2.1AT89C51单片机内部结构框图RAM128BRAM地址寄存器P3口P1口P2口P0口锁存器锁存器锁存器锁存器中断定时/计数器串行口SPBACC暂存器1暂存器2PSW指令寄存器IR指令译码器IDDPL缓冲器程序计数器PCPC增量器地址寄存器AR定时与控制4KROMALUDPH运算器控制器存储器I/O接口图2.2AT89C51单片机的内部结构

6、示意2.1.1中央处理器(CPU)CPU是单片机内部的核心部件，是一个8位二进制数的中央处理单元，主要由运算器、控制器和寄存器阵列构成。1.运算器运算器用来完成算术运算和逻辑运算功能，它是AT89C51内部处理各种信息的主要部件。运算器主要由算术逻辑单元(ALU)、累加器(ACC)、暂存寄存器(TMP1、TMP2)和状态寄存器(PSW)组成。1.运算器(1)算术逻辑单元(ALU)：AT89C51中的ALU由加法器和一个布尔处理器组成。(2)累加器(ACC)：用来存放参与算术运算和逻辑运算的一个操作数或运算

7、的结果。(3)暂存寄存器(TMP1、TMP2)：用来存放参与算术运算和逻辑运算的另一个操作数，它对用户不开放。(4)状态寄存器(PSW)：PSW是一个8位标志寄存器，用来存放ALU操作结果的有关状态。表2.1PSW各位定义表位编号PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位定义CYCYACF0RS1RS0OV—P位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H①进位标志位CY：表示累加器A在加减运算过程中其最高位A7有无进位或借位。②辅助进位位AC：表示累加器A在加减运算时低4

8、位(A3)有无向高4位(A4)进位或借位。③用户标志位F0：是用户定义的一个状态标志位，根据需要可以用软件来使它置位或清除。1.运算器④寄存器选择位RS1、RS0：AT89C51共有四组，每组八个工作寄存器R0～R7。编程时用于存放数据或地址。但每组工作寄存器在内部RAM中的物理地址不同。RS1和RS0的四种状态组合就是用来确定四组工作寄存器的实际物理地址的。RS1、RS0状态与工作寄存器R0～R7的物理地址关系如表2.2所示