第二章 单片机的硬件结构ppt课件.ppt

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1、第2章MCS-51单片机的硬件结构2.1MCS-51单片机的硬件结构片内结构如图2-1所示:图2-1中的各功能部件：1.CPU（微处理器）2.数据存储器（RAM）片内为128个字节（52子系列的为256个字节）3.程序存储器（ROM/EPROM）8031:无此部件；8051:4K字节ROM；8751:4K字节EPROM；89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字节闪存。4.中断系统INT0,INT1,T0,T1,串口通信5.定时器/计数器6.串行口1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。7.P1口、P2口、P3口、P0口为4个并行8位I/O口。8.特殊功能寄存器（SFR）共有2

2、1个，是一个具有特殊功能的RAM区。2.2MCS-51的引脚和封装40只引脚双列直插封装（DIP）。44只引脚方形封装方式（4只无用）40只引脚按功能分为3类：（1）电源及时钟引脚:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。（2）控制引脚：PSEN*、EA*、ALE、RESET（即RST）。（3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。2.2.1电源及时钟引脚1．电源引脚（1）Vcc（40脚）：+5V电源；（2）Vss（20脚）：接地。2．时钟引脚（1）XTAL1（19脚）：接外部晶体，如果采用外接振荡器时，振荡器的输出应接到此引脚上。（2）XTAL2（18脚）：接外

3、部晶体的另一端或悬空。2.2.2控制引脚提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。(1)RST/VPD(9脚)：复位与备用电源。(2)ALE/PROG*（30脚）：第一功能:ALE为地址锁存允许，可驱动8个LS型TTL负载。第二功能:PROG*为编程脉冲输入端。(3)PSEN*（29脚）：外部程序存储器的读选通信号。可驱动8个LS型TTL负载。(4)EA*/VPP(EnableAddress/VoltagePulseofPrograming，31脚)EA*为内外程序存储器选择控制端。EA*=1，访问片内程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（对于8051、8751）时，即超出片内程序存

4、储器的4K字节地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。EA*=0，单片机则只访问外部程序存储器。VPP为本引脚的第二功能。用于施加编程电压（例如+21V或+12V）。对89C51，加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。2.2.3I/O口引脚(1)P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。(2)P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。(3)P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。(4)P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。注意:准双

5、向口与双向三态口的差别。当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”。准双向I/O口无高阻“浮空”状态。2.3MCS-51的CPU8051内部CPU是一个字长为二进制八位的中央处理单元，也就是说它对数据的处理是按字节为单位进行的。1．算术逻辑运算单元ALU8051的ALU是一个运算器，进行加、减、乘、除四则运算，进行与、或、非、异或等逻辑运算，还具有数据传送、移位、判断和程序转移等功能。2．定时控制部件定时控制部件起着控制器作用，由定时控制逻辑、指令寄存器IR和振荡器OSC等电路组成。指令寄存器IR用于存放从程序存储器中取出的指令码，定时控制逻辑用于对IR中指令码译码，并在OSC配合

6、下产生指令的时序脉冲，以执行相应的指令。OSC（Oscillator）是控制器的心脏，能为控制器提供时钟脉冲。时钟频率越高，单片机控制器的控制节拍就越快，运算速度也就越快，其频率是单片机的重要性能指标之一。不同型号的单片机所需要的时钟频率不同。专用寄存器组主要包括程序计数器PC、累加器A、程序状态寄存器PSW、堆栈指示器SP、数据指针DPTR和通用寄存器B等。1）程序计数器PC（ProgramCounter）程序计数器PC是一个二进制16位的程序地址寄存器，专门用来存放下一条需要执行指令的内存地址，能自动加12）累加器A（Accumulator）累加器A又记作ACC，是一个具有特殊用途的二进制

7、八位寄存器，专门用来存放操作数或运算结果。3．专用寄存器组MOVA，＃3；A3ADDA，＃5；AA＋53）通用寄存器B（GeneralPurposeRegister）通用寄存器B是专门为乘法和除法设置的寄存器，也是一个二进制八位寄存器MOVA，＃5；A5MOVB，＃3；B3MULAB，；BAA×B＝5×34）程序状态字PSW（ProgramStatusWord）PSW是一个八位标志寄存器，用来存