第2章 MCS51单片机硬件结构和原理ppt课件.ppt

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1、单片机原理与接口技术第2章MCS-51单片机硬件结构和原理9/1/20211熟悉MCS-51单片机CPU内部组成结构和各功能部件的作用。掌握MCS-51单片机引脚功能。掌握存储器的组织结构。程序存储器、数据存储器、内部特殊功能寄存器（SFR）的配置情况，熟悉程序状态寄存器（PSW）各位的含义。掌握P0～P3并行I/O口结构及其特点，掌握时钟电路、CPU时序和复位电路。本章教学要求9/1/20212本章目录2.1MCS-51系列单片机分类2.2MCS-51单片机引脚及硬件结构2.3MCS-51单片机

2、CPU2.4存储器2.5并行输入/输出端口2.6时钟电路和时序2.7单片机的工作方式9/1/202132.1MCS-51系列单片机的分类自Intel公司推出MCS-51系列单片机以后，所有的51系列单片机都是以Intel公司最早的典型产品8051为核心，增加一定的功能部件后构成的。本课程以8051为主阐述MCS-51系列单片机的系统结构、工作原理和应用中的一些技术问题。MCS-51系列可分为两大系列：51子系列和52子系列。9/1/20214表2-1MCS-51系列单片机的性能一览表2.1MCS-5

3、1系列单片机的分类52系列51系列9/1/202152.2MCS-51单片机引脚及硬件结构2.2.1单片机的引脚功能不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统是完全兼容的，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。基本配置如下：1.8位CPU2.片内ROM、RAM3.片内并行I/O接口4.片内16位定时器/计数器5.片内中断处理系统6.片内全双工串行I/O口。MCS-51系列单片机有40个引脚，外形尺寸有双列直插封装（DIP）或LCC/QFP封装，每个引脚有规定的序号和名称。DIP封装的引脚排列

4、和逻辑符号如图2-1所示。9/1/20216芯片引脚按功能分为3类，即：----51单片机的引脚功能数据总线地址总线控制总线2.2.1单片机的引脚功能9/1/202171.电源引脚Vcc和VssVcc（+5V）电源输入端Vss（GND）共用接地端2.2.1单片机的引脚功能----51单片机电源引脚9/1/202182.时钟振荡电路引脚XTAL1和XTAL2XTAL1和XTAL2分别用做晶体振荡电路的反相器输入端和输出端。在使用内部振荡电路时，这两个引脚用来外接石英晶体；当使用外部振荡器时，XTAL2

5、接收振荡器信号，XTAL1接地。2.2.1单片机的引脚功能----51单片机时钟引脚时钟周期9/1/20219复位信号输入端RSTRST端出现两个机器周期以上的高电平时，完成复位操作。VPD为内部RAM的备用电源输入端。当Vcc发生断电或电压降到一定值时，可通过VPD为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAM中的信息不丢失。2.2.1单片机的引脚功能----复位引脚3.控制信号引脚9/1/202110访问外部ROM时，在每个机器周期，PSEN有效时，程序存储器的内容出现在P0口。2.2.1单片机的

6、引脚功能----ALE与PSEN引脚地址锁存允许信号ALE访问外部存储器时ALE用来锁存P0送出的低8位地址信号。PROG是对8751内部EPROM编程时的编程脉冲输入端。外部程序存储器读选通信号PSEN9/1/202111外部程序存储器访问允许信号EAEA=0：访问外部程序存储器。EA=1：访问片内与片外程序存储器。VPP为8751EPROM的21V编程电源输入端。2.2.1单片机的引脚功能----内外程序存储器控制引脚9/1/202112----P0端口P0端口（P0.0～P0.7）第一功能：是

7、一个8位漏极开路型准双向I/O口。访问外部存储器时，分时作为低8位地址和8位双向数据总线。先送出地址再送出数据。4.P0、P1、P2、P3端口2.2.1单片机的引脚功能9/1/202113P1口（P1.0～P1.7）内部带上拉电阻的8位准双向I/O口。P2口（P2.0～P2.7）第一功能：内部带上拉电阻的8位准双向I/O口。第二功能：在访问外部存储器时，输出高8位地址。P3口（P3.0～P3.7）第一功能：内部带上拉电阻的8位准双向I/O口。8个引脚都有各自的第二功能。2.2.1单片机的引脚功能--

8、--P1、P2和P3端口9/1/2021142.2.2单片机的内部结构----51单片机内部主要部件控制器9/1/2021152.3MCS-51单片机CPU运算器——包括算术逻辑单元ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2、程序状态字PSW寄存器。----运算器的组成9/1/2021161.累加器累加器：8位寄存器。是最常用、最繁忙的特殊功能寄存器，用来存放操作数、运算结果。在指令系统中采用A作为累加器ACC的助记符。----累加器2.3MCS-51单