MCS51单片机的结构课件.ppt

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1、第2章MCS-51单片机的结构单片机最小系统存储器中央处理单元（CPU）MCS-51单片机的组成和总体结构并行I/O接口2.1MCS-51单片机组成和结构单片机CPURAMROMI/O接口定时器/计数器一、MCS-51组成框图CPU时钟电路中断控制数据存储器256BRAM二个16位的定时/计数器64KB总线扩展控制器并行I/O接口串行接口外部时钟源外部计数脉冲外部中断源外部设备串行通讯程序存储器4KBROM40个引脚双列直插DIP封装分为：电源线、端口线、时钟线和控制线二、MCS-51单片机引脚功能1.电源:VCC-芯片电源，接+5VVSS-接地端；2.输入/

2、输出引脚(32条)P0口：P0.0～P0.7P1口：P1.0～P1.7P2口：P2.0～P2.7P3口：P3.0～P3.78031单片机有接片外存储器RAM或ROM时，P0口和P2口各用来传送什么信号？I/O端口功能P0口没接片外存储器时，做双向I/O口有接片外存储器时，用于传送低8位地址和数据P2口没接片外存储器时，做双向I/O口有接片外存储器时，用于传送高8位地址P1口是通用I/O口P3口双向I/O口第二功能P3口各引脚第二功能定义P3.0：RXD串行口输入P3.1：TXD串行口输出P3.2：INT0外部中断0输入P3.3：INT1外部中断1输入P3.4：

3、计数器T0计数脉冲输入P3.5：计数器T1计数脉冲输入P3.6：WR外部写控制P3.7：RD外部读控制4.控制引脚EA=1：CPU从内部ROM开始取指，超出转片外EA=0：CPU始终从外部ROM取指ALE：地址锁存允许PSEN：从外部ROM读的控制信号3.外接晶振引脚XTAL1XTAL2RST：复位端手动复位自动上电复位复位时单片机内部寄存器的状态复位时，PC=0000H，SP=07H，P0~P3=FFH其余特殊功能寄存器均为0片内RAM保持原值不变2.2中央处理单元CPU主要包括运算器和控制器两大部分一、运算器功能：进行算术运算和逻辑运算。可以对半字节（4位

4、）、单字节（8位）等数据进行操作。组成：由8位ALU、8位暂存器TMP1和TMP2、8位累加器ACC、寄存器B和PSW组成。1.ALU：对数据进行操作处理。如加、减、乘、除、逻辑与、或、异或等操作2.累加器A：既用于存放操作数，也用来存放运算操作的结果等3.通用寄存器B：主要配合A完成乘除运算4.PSW8位寄存器，用于反映指令执行后的状态信息进位半进位自定义工作寄存器区溢出二、控制器1.程序计数器PC2.指令寄存器和指令译码器8051CPU按照程序计数器PC提供的地址，依次从程序存储器的相应单元中取出相应指令后，首先放到指令寄存器中，然后由指令译码器翻译成各种

5、形式的控制信号程序计数器PC的作用是什么？PC里面存放的是什么？3.定时和控制逻辑电路时钟电路时序时序就是进行某种操作时，各种数据、控制信号先后出现的顺序。时序是用定时单位来描述的，MCS-51系列单片机的时序定时单位有振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期等振荡周期晶振脉冲频率的倒数，即1/fosc状态周期2个振荡周期为1个状态周期，用S表示机器周期12个振荡周期为1个机器周期，即12/fosc指令周期执行一条指令所需的时间单周期指令、双周期指令、四周期指令S1S2S3S4S5S6fosc一个机器周期=12×(1/fosc)单字节单周期指令时序双字节单周期指

6、令时序2.3存储器──四个存储空间64KBROMEA=0EA=10000H0FFFH1000HFFFFH4KBROMFFH80H7FH00HSFRRAM64KBRAM(I/O)0000HFFFFH片内片外片外程序存储器数据存储器一、程序存储器51系列单片机ROM寻址空间有64K8031片内无ROM，需接片外ROM8051片内有4K的ROM，还可片外扩展8751片内有4K的EPROM，还可片外扩展EA=0：从片外ROM取指令EA=1：先从片内ROM取指，超过4K时自动转片外二、数据存储器1.内部数据存储器（片内RAM）128字节内部RAM工作寄存器区位寻址区数据

7、缓冲区缓冲区(80B)位寻址区(16B)寄存器区4组(32B)寄存器3组寄存器2组寄存器1组寄存器0组.........00H30H2FH20H1FH...7FH寄存器区4组(32B)缓冲区(80B)位寻址区(16B)7FH寄存器3组寄存器2组寄存器1组寄存器0组.........00H30H2FH20H1FH...1）工作寄存器区──分为4组寄存器3组R7R6R5R4R3R2R1R018H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FHRS1、RS0=11寄存器2组R7R6R5R4R3R2R1R010H11H12H13H14H15H16H17HRS1、RS0=10

8、寄存器1组R7R6R5R4R3R2R1