单片机原理及接口技术A第2章.ppt

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1、2.1MCS-51系列单片机的基本结构2.2中央处理器(CPU)2.3存储器及存储空间2.4并行I/O口及其结构2.5时钟电路与CPU时序2.6单片机的工作方式习题22.1.1MCS-51单片机系列MCS-51系列单片机分为51子系列和52子系列。51子系列为基本型，主要有8031、8051、8751三种类型；52子系列为增强型，主要有8032、8052、8752三种类型。这两大系列单片机的主要硬件配置如表2.1所示。2.1MCS-51系列单片机的基本结构表2.1MCS-51系列单片机常用产品特性指标从表2.1可以看出，51子系列和52子系列的区别在

2、于RAM大小、定时/计数器个数及中断源个数不同。MCS-51系列单片机除51子系列和52子系列之外，还包括采用CMOS工艺的8XC51、8XC252等系列，其基本结构与功能和51子系列相同，在此不再赘述。20世纪90年代，美国Atmel公司率先把MCS-51内核与Flash存储技术相结合，推出了轰动业界的8位高性能AT89系列单片机。AT89系列单片机与MCS-51单片机的指令和引脚完全兼容，但在功能上比MCS-51有所增强。AT89系列单片机内含可编程Flash存储器，用户可以很方便地进行程序的擦写操作；采用静态时钟模式，可以节省电能。因此，Atm

3、el公司单片机在MCS-51兼容机市场占据了很大的份额，受到众多用户的喜爱。AT89系列单片机分为低档型、标准型和高档型三种。各种不同型号的单片机，其主要差别在于片内的Flash程序存储器的容量大小、片内数据存储器的容量大小、并行I/O端口线以及中断源个数不同。其常用产品特性如表2.2所示。AT89系列单片机的低档型是功能最弱的型号，只能应用于要求不高的场合；高档型只有一种型号，但是是功能最强的型号，可应用于较复杂的控制场合；标准型是功能较强的型号，其应用最为广泛。本书将以AT89S51为主介绍MCS-51系列单片机的原理及应用。表2.2AT89系列

4、单片机常用产品特性指标Atmel单片机的型号编码通常表示为AT89CXXXX-XXXX，包含前缀、型号和后缀三个部分。其中，“AT”是前缀，“89CXXXX”是型号，型号之后的“XXXX”是后缀。各部分含义如下所示。(1)前缀：“AT”表示该器件是Atmel公司的产品。(2)型号：可能是“89C2051”、“89LV51”、“89S52”等。其中，89表示8位Flash单片机产品(9表示内部含Flash存储器)；C表示为CMOS产品，LV表示低电压产品，S表示含有串行下载Flash存储器；型号中的四个“XXXX”表示器件型号数，如2051、51等。

5、(3)后缀：由“XXXX”四个参数组成，每个参数的表示和意义不同。在型号与后缀部分用“-”号隔开。第一个参数X表示速度：X=12时，表示速度为12MHz；X=16时，表示速度为16MHz；X=20时，表示速度为20MHz；X=24时，表示速度为24MHz。第二个参数X表示封装形式：X=D时，表示陶瓷封装；X=J时，表示PLCC封装；X=P时，表示DIP封装；X=S时，表示SOIC封装；X=Q时，表示PQFP封装；X=A时，表示TQFP封装；X=W时，表示裸芯片。第三个参数X表示温度范围：C表示商业用产品，温度范围为0～+70℃；I表示工业用产品

6、，温度范围为-40～+85℃；A表示汽车用产品，温度范围为-40～+125℃；M表示军用产品，温度范围为-55～+125℃。第四个参数X用于说明产品的处理情况：当X为空时，表示处理工艺为标准工艺；当X为/883时，表示处理工艺符合MIL-STD-83标准。2.1.2MCS-51系列单片机内部结构及功能部件1．MCS-51系列单片机内部结构MCS-51系列单片机内部由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出端口、定时/计数器、中断系统以及系统总线等构成，通过系统总线把各个部分连接起来。AT89系列单片机和MCS-51系列单片机的内部结构类似，AT89

7、S51的内部结构如图2.1所示。图2.1AT89S51内部结构框图2．MCS-51系列单片机功能部件MCS-51系列单片机内部主要包含有9个功能部件，即CPU(运算器、控制器和专用寄存器组)、程序存储器(ROM和Flash存储器)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行输入/输出(I/O)接口(P0～P3接口)、全双工串行接口、中断系统、时钟电路和内部总线。1)中央处理器(CPU)CPU是单片机的核心部件，是一个8位二进制数的中央处理单元，主要负责控制、指挥和调度整个单片机系统协调工作，完成运算功能并控制输入/输出等操作。2)程序存储器(ROM)程

8、序存储器主要用于存放用户程序、原始数据或表格等。MCS-51系列单片机的程序存储器包括片内程序存储器和片外程