第一章 MCS-51系列单片机的硬件结构ppt课件.ppt

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1、第一章MCS-51系列单片机的硬件结构第一节总体概况一、主要功能MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机。主要有8031、8051、8751等机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内ROM不同。51系列主要功能有：1、8位CPU2、片内带振荡器，振荡频率fosc范围为1.2-12MHz3、128个字节的片内数据存储器4、4K字节的程序存储器（8031无）5、程序存储器的寻址范围为64K(0000H-FFFFH)6、片外数据存储器的寻址范围为64K7、21个字节专用寄存器8、4个8位并行I/O接口：P0、P1、P2、P39、

2、1个全双工串行I/O接口，可多机通信10、2个16位定时器/计数器11、中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级12、111条指令、含乘法指令和除法指令13、有强的位寻址、位处理能力14、片内采用单总线结构15、用单一+5V电源二、内部结构框图MCS-51系列内部结构框图如下图所示：P0驱动器P2驱动器RAM地址寄存器RAMP0锁存器P2寄存器ROM/EPROMB寄存器16位地址寄存器缓冲器PC递增器程序计数器PCDPTR指针VCCGNDP1.0～P1.7堆栈指针SPACCTMP2PSWP3寄存器P1寄存器P1驱动器P3驱动器TMP1SCONTMODPCONTCO

3、NTL0TH1TH0TL1IESBUF(TX/RX)IP中断、串行口和定时器逻辑P3.0～P3.7RSTEAALEPSENXTAL2XTAL1ALU(+5V)指令寄存器定时和控制逻辑指令译码器P0.0～P0.7P2.0～P2.78051的内部结构展开图含有运算器、控制器、片内存储器、4个I/O接口、串行接口、定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件，SP堆栈指针寄存器、PSW程序状态字、DPTR数据指针、B寄存器。三、外部引脚说明MCS-51单片机芯片有40个引脚，采用双列直插式封装，如图所示：MCS－51系列单片机引脚图及逻辑符号，它们为标准的40脚DIP封装

4、。MCS-51系列单片机芯片引脚图各引脚说明如下：1、主电源引脚Vcc接+5V电源正端，Vss接+5V电源地端2、外接晶体引脚XTAL1：片内反相放大器输入端XTAL2：片内反相放大器输出端3、输入/输出引脚P0.0—P0.7：P0口的8个引脚可分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。P1.0—P1.7：P1口的8个引脚可作为双向I/O接口使用。P2.0—P2.7：P2口的8个引脚作为双向I/O接口；在接有片外存储器或扩展I/O接口时P2口为高8位地址总线。P3.0—P3.7：P3口的8个引脚，可作为准双向I/O接口，主要用作第二功能，见下表：引脚第二功能P3.0

5、RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外部中断0请求输入端）P3.3INT1（外部中断0请求输入端）P3.4T0（定时器/计数器0计数脉冲输入端）P3.5T1（定时器/计数器1计数脉冲输入端）P3.6WR（片外数据存储器写选通信号输入端）P3.7RD（片外数据存储器写选通信号输入端）4、控制线ALE/PROG地址锁存有效信号输出端，在访问片外程序存储器期间，其下降沿用于控制锁存P0口输出低8位地址。PSEN：片外程序存储器读选通信号输入端。在向片外程序存储器读取指令或常数期间，通过数据总线P0口读回指令或常数。在访问片外数据存储器期间，

6、PSEN信号将不出现。RST/VPDRST即RESET复位端，单片机的振荡器工作时，该引脚上出现连续两个机器周期的高电平时可实现复位，使单片机回到初始状态。.EA/VDD片外程序存储器选用端，该引脚有效（低电平时）只选用片外程序存储器，否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。MCS-51系列单片机的引脚具有两个特点：1、单片机功能多，引脚少，许多引脚具有第二功能。2、单片机对外呈三总线形式。由P2、P0组成16位地址总线；由P0口分时复用为数据总线和地址总线；由ALE、PSEN、RST、EA与P3口中的INT0、INT1、T0、T1、WR、RD共10个引脚组成控

7、制总线。因是16位地址线，使片外存储器的寻址范围达到64K。地址总线：P2口（高8位A15~A8）和P0口（低8位A7~A0）可寻址64KB。数据总线：P0口（D7~D0）控制总线：ALE、PSEN、WR、RD地址总线:是单向的，从单片机发出，传出单片机送出的地址信号，进行存储单元和I/O端口的选择。数据总线：单片机和存储单元以及单片机和I/O端口之间传输数据。它是双向的。控制总线：一组控制信号线的总称，单片机可以发出，其它部件也可向单片机发出。第二节微处理器1、CPU结构8051内部CPU是一个字长为8位的中央处理单元，由运算器（ALU）控制器（定时控制部件）和

8、专用寄存器