单片机的硬件结构及工作原理课件.ppt

《单片机的硬件结构及工作原理课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章MCS-51单片机的硬件结构及工作原理2.1单片机的内部结构2.2单片机的封装及引脚功能说明2.3单片机的微处理器2.4单片机的复位2.5单片机的存储系统2.6MCS-51单片机并行I/O端口结构及其功能9/1/20211第二章MCS-51单片机的硬件结构及工作原理2.7单片机外部总线扩展2.8单片机定时器/计数器的结构及功能2.9串行通信2.10中断系统9/1/202122.1单片机的内部结构8051单片机结构框图8位16位可寻址外部RAM和ROM4个8位并行I/O口可编程全双工串行口9/1/20

2、213单片机内部结构框图运算器控制器内部RAM内部ROM9/1/20214单片机的基本组成(1)运算器用于实现算术和逻辑运算，包括：ALU（算术和逻辑单元）ACC（累加器）PSW（程序状态字）寄存器B暂存器1暂存器21.CPUCPU由运算器和控制器组成。9/1/20215(2)控制器用于控制单片机程序运行和协调各部件正常工作的“指挥中心”，包括:PC（程序计数器）PC+1计数器指令寄存器指令译码器时序及控制电路9/1/202162.内部数据存储器内部128字节的RAM(针对MCS-51单片机)；内部256

3、字节的RAM(针对MCS-52单片机)；3.内部程序存储器用于存放程序和程序中的常量数据。早期版本的MCS-51无内部程序存储器；扩展型MCS-51片内包含容量不等(1K~64K)的程序存储器；内部程序存储器种类包括ROM、EPROM、Flash等。高电压写入紫外线擦除低电压写入电擦除9/1/202174.并行I/O端口MCS-51单片机有四个8位并行I/O端口P0~P3；这些端口既可按字节操作也可按位操作；P0口可复用为数据总线和低8位地址总线；P2口可作为地址总线的高8位；P3口为多功能口，可作为串行

4、口、中断输入及计数器的外部输入/输出。5.定时器/计数器51单片机内部有2个16位定时器/计数器T0和T1；52单片机内部增加了一个16位定时器/计数器T2；6.串行通信接口51单片机内部有1个全双工的UART(通用串行收发器)，可设置为多种工作模式；9/1/202187.中断控制系统51单片机内部有5个中断源；这些中断源可分为2个中断优先级；8.时钟电路51单片机内部振荡电路配合外部晶振或外部输入的时钟信号，可产生时钟脉冲序列，控制CPU内部逻辑电路运行。除了8位CPU外，MCS-51内部还具备一个很强

5、的位处理器，它实际上是一个完整的1位字长的计算机；该位处理器包含完整的1位CPU，位RAM、位寻址寄存器、I/O端口控制和指令集；从严格的意义上说，51是由8位CPU和1位CPU构成的双CPU单片机。9.位处理器9/1/202192.2单片机的封装及引脚功能说明2.2.1单片机的封装单片机主要有DIP、PLCC和TQFP三种封装形式各种封装的具体尺寸、引脚间距等详细信息可参阅芯片的数据手册(Datasheet)。9/1/2021102.2.2单片机的引脚功能说明9/1/202111所有引脚号均以DIP40

6、封装为例。1.电源引脚VCC(40脚)和GND(20脚)VCC：供电，目前有多种供电电压以及一些宽电压范围的单片机（2.7~6V）。最常用的供电电压为+5VGND：地特别注意：单片机的供电和电源去耦情况对系统能否正常工作至关重要!系统供电必须稳定，不能有过大的纹波及干扰信号串入。解决方法：在单片机的VCC和GND之间尽量靠近VCC引脚的地方并入2个电容：大电容起续流作用，防止电路电流的变化引起电源电压的较大波动；小电容起滤波作用，滤除串入电路的高频信号。9/1/2021122.外接晶振引脚XTAL1和XT

7、AL2XTAL1(第19脚)：单片机内部晶体振荡电路的反相器的输入端；XTAL2(第18脚)：单片机内部晶体振荡电路的反相器的输出端；9/1/2021133.控制信号引脚(1)RST/VPD第9脚，输入信号。RST为复位信号输入端。单片机正常工作时RST引脚应保持低电平。在RST引脚上输入两个机器周期(24个时钟周期)以上的高电平时，单片机将进入并保持复位状态，直到RST信号重回低电平。VPD为内部RAM的备用电源输入端。如果主电源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，

8、以保证片内RAM中的信息不丢失。(2)ALE/PROG第30脚，输出信号；ALE为地址锁存允许信号。在访问外部存储器时，ALE用来锁存P0端口输出的低8位地址信号。在不访问外部存储器时，ALE也以时钟振荡频率的1/6的固定速率输出，可作为时钟输出；可驱动8个LSTTL负载。PROG是对8751内部EPROM编程时的编程脉冲输入端。9/1/202114(3)PSEN第29脚，输出信号。外部程序存储器(ROM)的读选通信号。当访问