第二章80C51单片机的硬件ppt课件.ppt

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1、第2章MCS-51单片机组成原理2.1MCS-51单片机的内部结构2.2引脚功能2.3MCS-51单片机的总线2.4MCS-51单片机存储器2.5输入/输出端口2.6时钟电路及时序退出2.1MCS-51单片机的内部结构80C51系列单片机是由Intel等各大公司推出的8位主流单片机系列，它是我国目前应用最广泛的一种单片机系列。（89C51）以该系列中的典型芯片80C51为线索来介绍单片机的内部结构、外部引脚、存储器配置、并行I/O端口、外围电路等内容。在51系列单片机里，80C51是最典型的单片机，其它芯片都具有与80C51基本相同的硬件结构和软件特征，其内部结构如图2.1所示。

2、2.1MCS-51单片机的内部结构80C51概况数据总线为8位，地址总线为16位；CMOS工艺；128B的RAM；4K的ROM；2个16位的定时器；5个中断源；……….2.2内部结构MCS-51系列单片机内部可分为五大部分2.2.1CPUCPU包括运算器和控制器两部分。2.2.1.1运算器运算器包括算术／逻辑部件(ALU)、累加器A、暂存寄存器、寄存器B、程序状态寄存器（PSW），十进制调整电路等。运算器主要用于实现算术/逻辑运算及位操作运算。下面介绍运算器的各组成部分。1、算术／逻辑部件ALU2、累加器A3、寄存器B4、程序状态字寄存器PSW5、布尔处理器、暂存器、十进制调整电

3、路等2.2.1.2控制器包括：程序计数器PC指令寄存器指令译码器振荡器定时电路数据指针寄存器、堆栈指针寄存器等2.2.2内部存储器程序存储器ROM数据存储器RAM00HFFH7FHSFRRAM00HFFFHROM01H2.2.3定时与中断系统定时器/计数器2个加法计数器中断系统5个中断源2.2.4I/O口4个8位并行I/O口1个全双工串行口2.2.5时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列，用于协调和控制单片机的工作产生方式有两种：内部时钟外部时钟80C51时钟频率范围：1.2~12MHz2.3MCS-51单片机的引脚功能MCS-51单片机共有40个引脚。2.4MCS-51单片机存储器8

4、0C51的片内集成有一定容量的程序存储器和数据存储器（128B）。当然，还可以根据需要对存储器进行外部扩展。80C51的存储器配置如图2.3所示。从物理上分，80C51的存储器有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。从逻辑上分，80C51有3个存储器地址空间：片内外统一的64KB的程序存储器地址空间、256B的内部数据存储器地址空间（其中128B的专用寄存器地址空间，仅有部分字节有实际意义）和64KB的外部数据存储器地址空间。为了区分不同的存储器空间，在用指令访问这三个不同的逻辑空间时采用了不同形式的指令。2.4MCS-51单片机存储器2.

5、3.1程序存储器8051单片机内部有4KB的掩膜ROM（0000H~3FFFH）、8751单片机内部有4KB的EPROM，而8031内部没有程序存储器，必须外接程序存储器。程序存储器扩展连接方法程序从0000H开始；有一些特殊功能的区域，如中断入口地址。访问外部存储器需要利用外部总线进行地址和数据的传输，此时用P0、P2口中断入口地址表：中断源入口地址外部中断00003H定时器0000BH外部中断10013H定时器1001BH串行口0023H程序计数器PC16位寄存器，用于存放将要执行的指令的地址，可寻址64K范围。PC在物理结构上相对独立，不属于SFR，如将要执行的指令为多字节

6、指令，则PC存放指令的第一个字节的地址。PC的功能：复位功能计数功能直接置位功能程序存储器的扩展访问外部存储器需要利用外部总线进行地址和数据的传输，此时用P0、P2口作为数据/地址总线2.3.2数据存储器MCS-51系列单片机数据存储器分内部数据存储器（即片内RAM）和外部数据存储器（即片外RAM）。1、内部数据存储器内部数据存储器在物理上分为两个不同的存储空间:数据存储器空间（低128单元）特殊功能寄存器空间（高128单元）。这两个空间是相连的。从用户角度而言，低128单元才是真正的数据存储器。北华航天工业学院（1）工作寄存器区00H~1FH的32个单元是4个通用工作寄存器区，

7、每个区有8个8位寄存器，其编号为R0~R7。在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称之为当前寄存器区。到底选择哪一个工作组为当前工作区，取决于专用寄存器PSW（程序状态字）中的RS1和RS0位的状态。RS1和RS0的状态可通过指令来改变。用户可以通过设置RS1和RS0位的状态来选择/切换当前工作寄存器区，这给用户保护寄存器中的内容提供了极大的方便。表2-5RS1、RS0与寄存器区的关系RS1RS0当前区号(组)R0～R7地址00000H～07H01