MCS-51单片机结构及原理ppt课件.ppt

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1、第二章单片机的结构及原理2.180C51单片机的结构2.2单片机的工作原理2.380C51的存储器2.4I/O端口结构2.5CPU时序及时钟电路2.6MCS-51单片机工作方式思考题2.180C51单片机的结构2.1.1MCS-51系列单片机的分类2.1.2MCS-51系列单片机的结构框图2.1.380C51单片机的引脚及功能2.1.1MCS-51系列单片机的分类MCS-51系列单片机是因特公司1980推出的高档8位机/8KB8052//803252子系列4KB/8751/4KB8051//803151子

2、系列MCS-51EPROM掩膜MOS存储器类型单片机系列表2-1MCS-51系列单片机配置一览表MCS-51系列单片机的内部结构框图如图2-3所示。MCS-51系列单片机是由8大部分组成：(下面以80C51为例)2.1.2MCS-51系列单片机的结构框图(1)中央处理机CPU（8位字长）(2)片内数据存储器RAM（256个单元）(3)片内程序存储器ROM（4KB的ROM）(4)定时器/计数器（2个16位的）(5)并行I/O口（4个8位的）(6)串行口（1个全双工的）(7)时钟电路(8)中断系统（5个中断源

3、）图2-2单片机结构框图时钟OSC程序存储器ROM数据存储器RAM中央处理器（运算部件）并行接口定时器/计数器CTC内部总线P0P1P2P3串行接口中断系统TXDRXDINT0INT1（控制部件）XTAL1XTAL2PSENEAALERESET图2-3MCS-51系列单片机内部结构框图MCS-51系列单片机芯片为40个引脚，HMOS工艺制造的芯片采用双列直插（DIP）方式封装，其引脚示意及功能分类如图2-3所示。CMOS工艺制造的低功耗芯片也有采用方型封装的，但为44个引脚，其中4个引脚是不使用的。2.1

4、.380C51单片机的引脚及功能图2-4MCS—51系列单片机引脚1.主电源引脚Vcc和Vss（1）VCC（40脚）：接+5V电源正端；（2）VSS（20脚）：接+5V电源地端。2.时钟电路引脚XTAL1和XTAL2（1）XTAL1（19脚）：接外部石英晶体的一端。在片内它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。（2）XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。在片内接至片内振荡器的反相放大器的输出端。主电源引脚Vss、Vcc外接晶振引脚XTAL1、XTAL23.控制信号及电源复用引脚(1)R

5、ST/VPD（9脚）：RST即为RESET,VPD为备用电源，所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当出现两个机器周期高电平时，单片机复位。复位后，P0~P3输出高电平；SP寄存器为07H；其它寄存器全部清0；不影响RAM状态。(2)(30脚)：当访问外部存储器时,ALE(允许地址锁存信号）做锁存扩展地址低位字节的控制信号。P0口先送出地址的低8位，通过ALE信号将低8位地址信号琐存到外部地址专用琐存器中，再去传送数据信息。ALEPROG/(3)(29脚)：当访问片外ROM时（即执行MOVC指令时），

6、此端输出负脉冲信号作为存储器读选通信号。PSEN(4)(31脚)：内外ROM选择端。＝1时，访问内部程序存储器，即内ROM。＝0时，只访问外部程序存储器,即外ROM。注：对于本身没有片内ROM的单片机，如8031单片机，设计电路时，必须使＝0。EA/VPPEAEAEA4.输入/输出（I/O）引脚（1）P0口（39脚～32脚）：P0.0～P0.7统称为P0口。在访问片外存储器时，它分时输出低8位地址和数据，故这些I/O线有地址线/数据线之称,简写为AD0～AD7（2）P1口（1脚～8脚）：P1.0～P1.

7、7统称为P1口，可作为准双向I/O接口使用。（3）P2口（21脚～28脚）：P2.0～P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O接口。在访问片外存储器时，它输出高8位地址。（4）P3口（10脚～17脚）：P3.0～P3.7统称为P3口。这8个引脚还具有专门的第二功能。（表2-2）表2-2P3口各位的第二功能2.2单片机的工作原理2.2.1指令与程序2.2.3单片机程序执行的过程2.2.2CPU的工作原理2.2.1指令与程序1.指令是控制计算机进行某种操作的命令，指令是由二进制代码表示的。CPU就是根据指

8、令来指挥和控制计算机各部分协调工作的。通常指令分为操作码和操作数两部分：操作码规定操作的类型，操作数给出参加操作的数据或数据存放的地址。2.程序为完成某项规定任务，把计算机指令按一定次序进行编排组合所形成的指令集称为程序。2.2.2CPU的工作原理中央处理器CPU是单片机内部的核心部件，它决定了单片机的主要功能特性。CPU控制器指令部件时序部件操作控制部件等运算器算术/逻辑部件ALU暂存器等控制器是单片机的神经中枢，即统一指挥