单片机结构和原理剖析课件.ppt

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1、《微型计算机原理及接口技术》授课专业：自动化授课学时：60学时1第二章单片机结构和原理2.1内部结构及引脚功能12.2片内存储器空间配置22.3I/O端口32.4时钟电路42.5复位电路52一、总体结构图2-1单片机的内部结构框图内部总线时钟电路CPUINT0T1T0并行接口串行接口P0P1P2P3TXDRXD中断系统ROMRAM定时/计数器INT1§2.1内部结构及引脚功能3图2-2AT89S51单片机片内结构41、AT89S51单片机的硬件功能部件：（1）8位微处理器（CPU）；（2）数据存储器（128BRAM）；（3）程序

2、存储器（4KBFlashROM）；（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口和P3口）；（5）1个全双工的异步串行口；（6）2个可编程的16位定时器/计数器；（7）1个看门狗定时器，防止程序陷入死循环或跑飞；（8）中断系统具有5个中断源、5个中断向量；（9）特殊功能寄存器（SFR）26个；（10）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式；（11）3个程序加密锁定位。52、与AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点：（1）增加在线可编程功能ISP（InSystemProgram），字节和

3、页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活；（2）数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程；（3）增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能；（4）增加断电标志；（5）增加掉电状态下的中断恢复模式。63、CPU（微处理器）8位的CPU，与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，还有面向控制的位处理功能。运算器功能：对操作数进行算术、逻辑和位操作运算。组成：算术逻辑运算单元ALU、累加器A、位处理器、程序状态字寄存器PSW及两个暂存器等。7控制器功能：控制指令的读入、译码和执行，从而对各功能部件进行定时和逻辑控制，

4、从而保证单片机各部分能自动协调地工作。组成：程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等。8程序计数器PC－ProgramCounterPC是一个16位的计数器，它的作用是控制程序的执行顺序，复位后为0000H.PC用来存放正在执行指令的下一条指令地址。PC有自动加1功能，从而实现程序的顺序执行。PC没有地址，是不可寻址的，用户无法对它进行读写，其地址不在SFR之内。但可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以实现程序的转移。9二、信号引脚介绍双列直插（DIP）方式封装40条引腿。10111、端口线（I/O口：

5、P0P1P2P3口）P0口(39~32脚)：P0.0~P0.7统称为P0口在不接片外存储器或不扩展I/O口时，可作为一般I/O口。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。P1口(1~8脚)：P1.0~P1.7统称为P1口可作为一般I/O口使用，具有内部上拉电阻。单片机引脚可分为三类：12P2口(21~28脚)：P2.0~P2.7统称为P2口一般可作为一般I/O口使用，具有内部上拉电阻。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P2口用作高8位地址总线。P3口(10~17脚)：P3.0~P3.7统称

6、为P3口一般可作为一般I/O口使用，具有内部上拉电阻。还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。13表3-1P3口的第二功能引脚第二功能P3.0串行口输入端P3.1串行口输出端P3.2外部中断0请求输入端，低电平有效P3.3外部中断1请求输入端，低电平有效P3.4定时器/计数器0计数脉冲输入端P3.5定时器/计数器1计数脉冲输入端P3.6外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效P3.7RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效142

7、、电源线Vcc(40脚)—+5VVss(20脚)—地ALE(30脚)：地址锁存信号输出端。EA(31脚)：EA为片外程序存储器选用端，低电平有效。EA=1，选用片内ROM；EA=0，选用片外ROM。3、控制线15PSEN(29脚)：片外程序存储器读选通信号。RST(9脚)：复位信号输入端。当该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作，使单片机回复到初始状态。XTAL1和XTAL2：晶振引脚。16MCS-51单片机有程序存储器和数据存储器.§2.2片内存储器空间配置从物理空间上可分为四个相互独立的存储空间：片内数据存储

8、器：00H~7FH，共128B片外数据存储器：0000H~FFFFH，共64KB片内程序存储器：0000H~0FFFH，共4KB片外程序存储器：0000H~FFFFH，共64KB从使用逻辑上可：片内数据存储器；片外数据存储器；片内、片外统一编址的程序存储器。17