单片机原理与接口技术(第2版)第2章80C51的结构和原理课件.ppt

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1、第2章80C51的结构和原理80C51系列概述2.180C51的基本结构与应用模式2.280C51典型资源配置与引脚封装2.380C51单片机的CPU2.480C51的存储器组织2.580C51的并行口结构与操作2.62021/9/1712.180C51系列概述2.1.1MCS-51系列8051/8751/80318052/8752/803280C51/87C51/80C3180C52/87C52/80C32等MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。这一系列的单片机有多种，如：2021/9/172生产工艺有两种：在产品型号中凡带有字母“C”的即为CHMOS芯片，CHM

2、OS芯片的电平既与TTL电平兼容，又与CMOS电平兼容。如87C51。一是HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。二是CHMOS工艺（互补金属氧化物的HMOS工艺）。2021/9/173功能上，有基本型和增强型2大类：增强型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C312021/9/174在片内程序存储器配置上，有3种形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess。如：80C51有4K字节的掩膜ROM87C51有4K字节的EPROM80C31在芯片内无程序存储器。2021/9/1752.1.28

3、0C51系列各厂商以8051为基核开发出的CMOS单片机统称为80C51系列。常用产品有：Intel：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；ATMEL：89C51、89C52、89C2051等；Philips、华邦、Dallas、Siemens等公司的许多产品。2021/9/1762.280C51的基本结构与应用模式2.2.180C51的基本结构2021/9/1772.2.280C51的应用模式带总线扩展引脚的产品扩展总线的应用模式不扩展总线的应用模式2021/9/178没有总线扩展引脚的产品引脚数减少、体积减小。对于不需进行并行外围扩展，装置的

4、体积要求苛刻且程序量不大的系统极其适合。典型产品,如：AT89S2051/AT89S4051。2021/9/1792.380C51典型产品资源配置与引脚封装2.3.180C51典型产品资源配置2021/9/1710由表可见：增强型与基本型的几点不同：片内ROM：从4K增加到8K片内RAM：从128增加到256定时/计数器：从2个增加到3个中断源：从5个增加到6个。2021/9/1711无ROM型，要在片外扩展程序存储器；掩膜ROM型，程序由芯片生产厂写入；EPROM型，程序通过写入装置写入；FlashROM型，程序可电写入（常用）。片内ROM的配置形式：还有OTPROM型，具有较高

5、的可靠性。2021/9/17122.3.280C51的引脚封装2021/9/17132.480C51的CPU2021/9/17142.4.1CPU的功能单元运算器累加器ACC寄存器BPSW控制器程序计数器PC指令寄存器IR定时与控制逻辑其他寄存器程序计数器PC数据指针DPTR堆栈指针SP工作寄存器R0~R72021/9/1715寄存器及其存储器映射如下图：2021/9/17162.4.280C51的时钟与时序时钟产生方式内部时钟方式外部时钟方式2021/9/171780C51的时钟信号1个机器周期：12个晶荡周期（或6个时钟周期）指令的执行时间称作指令周期（单、双、四周期）2021

6、/9/171880C51的典型时序单字节指令双字节指令单周期指令2021/9/1719双周期指令2个机器周期中ALE有效4次，后3次读操作无效。2021/9/1720访问外部RAM的双周期指令时序第二机器周期无读操作码的操作，而是进行外部数据存储器的寻址和数据选通。ALE信号会出现非周期现象。2021/9/17212.4.380C51单片机的复位复位可使单片机或系统部件处于确定的初始状态。复位电路上电复位电路按键与上电复位2021/9/1722单片机复位后的状态PC=0000HRAM：随机值（运行中复位不改变RAM内容）SFR：P0~P3=FFHSP=07HIP、IE和PCON：有

7、效位为0PSW=00H2021/9/17232.580C51的存储器组织80C51存储器可以分成两大类：RAM，CPU在运行时能随时进行数据的写入和读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。用来存放暂时性的输入输出数据、运算的中间结果或用作堆栈。ROM，写入信息后不易改写的存储器。断电后，其中的信息保留不变。用来存放固定的程序或数据，如系统监控程序、常数表格等。2021/9/17242.5.180C51单片机的程序存储器配置片内与片外程序存储器的选择EA引脚接高电平