第2章单片机硬件结构和原理ppt课件.ppt

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1、第2章单片机的硬件结构与组成本章内容2.1MCS-51单片机的内部结构2.2MCS-51单片机的引脚及功能2.3CPU2.4存储器2.5时钟电路与指令的时序2.6单片机的复位方式及电路2.7I/O端口电路与电气特性2.8单片机的低功耗工作方式2.9单片机的最小系统2.1MCS-51单片机的内部结构8051单片机内部总体结构MCS-51单片机内部的基本结构框图TXD中断控制CPU(8位)时钟ROM(4KB)片外地址总线扩展控制器(64KB)RAM(128B)定时器/计数器T0和T1串行口I/O接口P0P1P2P3RXD中断输入8051单片机内部总体结构MCS-51硬件基本配置8位CPU，

2、片内振荡器4KB/8KB字节程序存储器ROM128B/256B字节数据存储器RAM2/3个16位定时器/计数器32个可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）一个可编程全双工串行口5/6个中断源，两个中断优先级可寻址64KB外部数据存储器空间、64KB外部程序存储器空间的控制电路有位寻址功能，适于布尔处理机的位处理机核内=片内2.2MCS-51单片机的引脚及功能标准的40脚DIP封装1.电源2个2.外接晶体振荡器2个3.I/O引脚32个4.控制信号引脚4个2.2.1主电源引脚Vcc：接＋5V电源（低功耗的为+3.3V/2.7V）Vss：接地端2.2.2外接晶体振荡器引脚XTAL1：芯片

3、内部振荡电路输入端XTAL2：芯片内部振荡电路输出端振荡频率为晶振频率（1.2～12MHz），另外需两个30pF左右的电容以微调频率2.2.3I/O引脚P0口作普通I/O8位准双向I/O输入时，先写“1”扩展片外RAM或ROM标准的双向I/O接口分时复用，作低8位地址线和8位双向数据总线MCS-51可寻址64KB外部数据存储器空间64KB外部程序存储器空间P2口作普通I/O8位准双向I/O接口输入时，先写“1”扩展片外RAM或ROM作高8位地址线MCS-51可寻址64KB外部数据存储器空间64KB外部程序存储器空间P3口8位准双向I/O接口输入时，先写“1”每个引脚有第二功能（多使用第

4、二功能）MCS-51配有2/3个16位定时器/计数器一个可编程全双工串行口5/6个中断源，两个中断优先级P1口仅用作I/O8位准双向I/O接口输入时，先写“1”2.2.4.控制信号引脚4个ALE：地址锁存允许信号端/PSEN:外部程序存储器读选通信号端；EA/VPP：程序存储器选择信号端和编程电源输入端；EA=0:只访问片外程序存储器；EA=1:先访问片内程序存储器再片外;RST/VPD：复位信号端和后备电源输入端。引脚总图——三总线锁存器GP270P070ALEP170P370P1：通用I/O接口P3：通用I/O接口或第二功能A15A8A7A0D7D0地址总线AB数据总线DBRST复

5、位EAXTAL1晶振XTAL2Vcc电源GND片外程序存储器选择PSEN片外程序存储器读选通控制总线CB805187518031MCS-51的总线数据总线(8位)P0地址总线(16位)A0～A7：P0（经地址锁存器）A8～A15：P2外部存储单元直接寻址范围：控制总线P3口的第二功能状态4根独立控制线RST、ALE、/EA和/PSEN64KB(216B)P0（经地址锁存器）P2[例]80C31对片外ROM的扩展扩展16K字节的EPROM的方法[例]80C31对片外RAM的扩展数据存储器的基本扩展电路2.3CPU核心部件（8位数据宽度）控制、指挥和调度、运算和控制输入输出组成运算器ALU

6、、累加器A、寄存器B、暂存器、PSW等控制器PC、IR、ID、DPTR、SP、RAM地址寄存器、时钟发生器、定时控制逻辑等位处理器（布尔处理器）每次处理一位数据2.4存储器存储器空间存放……程序、数据存储器空间分类根据作用分类程序存储器ROM、数据存储器RAM根据位置分类片内存储器、片外存储器核内=片内核外=片外存储器编址方法2种冯.诺依曼结构程序存储器和数据存储器统一编址哈佛结构程序存储器和数据存储器分别编址MCS-51系列单片机程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)寻址空间相互独立，物理结构不相同数据存储器：片外、片内PC机程序存储器配置图数据存储器配置图资源配置子系列片内RO

7、M形式片内ROM容量片内RAM容量无ROMEPROMFPEROM51子系列8031805187514KB128B80C3180C5187C5189C514KB128B52子系列8032805287528KB256B80C3280C5287C5289C528KB256B0000H~0FFFH0000H~1FFFH00～7FH00～FFH片外ROM扩展最多64K片外ROM根据EA引脚状态地址：0000H～0FFFFH或者1000H（2000H）～F