MSC_51系列单片机系统及其应用第二章ppt课件.ppt

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1、§2.2MCS-51单片机内部结构分析§2.3MCS-51单片机的引脚功能§2.4MCS-51的存储器组织§2.5MCS-51单片机的中断§2.1MCS-51单片机主要功能特点第2章MCS-51单片机硬件结构下页§2.5MCS-51CPU时序⑴8位CPU⑵片内128BRAM⑶片内4KBROM/EPROM（8031无）⑷特殊功能寄存器区SFR⑸2个优先级的5个中断源结构⑹4个8位并行口：P0、P1、P2、P3§2.1MCS-51单片机主要功能特点一、MCS-51单片机的主要上页下页回目录8051/8751功能特点⑺2个16位定时器/计数器T/C⑻1个全双工串行口

2、UART⑼布尔处理机——位处理机(10)64KB外部RAM地址空间(11)64KB外部ROM地址空间(12)片内时钟电路及振荡器(13)指令系统(111条)上页下页回目录通用异步收发器半双工——即可接受又可发送，但不同时单工——只接收或只发送可同时接收或发送16条地址线MCS-51单片机内部结构示意图时钟电路CPUROMRAMT0T1中断系统串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定时计数器结构框图中央处理器CPU：8位，运算和控制功能内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占

3、用。内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一个全双工串行口。中断控制系统：5个中断源（外部中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个）时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ由单片机的内部结构可知，MCS-51单片机主要由以下几部分组成：中央处理器（CPU）振荡电路内部总线程序存储器和数据存储器定时器/计数器I/O口串行口中断系统微处理器结构运算器包括算术逻辑运算部件ALU单元、暂存器1、暂存器

4、2、累加器ACC、寄存器B和BCD码调整电路。主要功能：算术运算、加1和减1运算、十进制调整、逻辑操作、数据传送。布尔处理器它以PSW中的进位标志位C为其累加器，专门用于处理位操作，有相应的位寻址RAM和I/O空间。控制器包括程序计数器PC、数据指针DPTR、堆栈指针SP、程序状态字、指令寄存器IR、指令译码器ID、振荡器、定时电路和复位电路等。主要功能：控制各部分的协调工作；协调单片机和外围芯片的工作。中央处理器（CPU）单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。MCS-51单片机内部具有一个时钟振荡电路，只需要外接振荡器，即可为各部分提供时钟信号。典型的时钟电

5、路在电路中，电容通常取30pF，晶振的取值通常为：1MHZ-33MHZ（不同型号的单片机的上限频率可能有差别）。振荡电路单片机型号最高时钟频率803112MHz805112MHz875112MHzAT89C205124MHzAT89C5133MHzAT89C5233MHzAT89S5324MHz常用单片机的最高时钟频率时钟周期、状态周期和机器周期时钟周期单片机在工作时，由内部振荡器产生或由外部直接输入的送到内部控制逻辑单元的时间信号的周期。其大小是时钟信号频率（fosc）的倒数。例如：时钟信号频率fosc为6MHz，则时钟周期为1/6us。状态周期由2个时钟周

6、期组成（1个状态周期=2个时钟周期）机器周期由12个时钟周期或6个状态周期组成（1个机器周期=12个时钟周期）。例如：有一个单片机系统，它的fosc=12MHz，则时钟周期为1/12us，状态周期为1/6us，机器周期为1us。P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6机器周期状态周期时钟周期1个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期单片机各种周期的关系图MCS-51CPU时序一、机器周期、状态、相位·一个机器周期包括6个S状态S1～S6，每个S状态分为2(拍)个振荡周期（相位P1，相位P2）。·1个机器周期＝6个S状态＝12(拍

7、)个振荡周期·采用主频为12MHz振荡源，每个机器周期为1µS上页下页回目录又称为CPU周期二、典型指令的取指和执行时序OSCALEP1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2S1S2S3S4S5S6机器周期读操作码04H读下一个操作码（丢掉）PC不增“1”S1S2S3S4S5S6再读下一个操作码(a)单字节单周期指令如：INCA上页下页回目录机器周期OP04HROMPCXTAL2(a)单字节单周期指令指令长度为一个字节执行时间为一个机器周期在S4P2期间的取指无效，PC不增“1”在本周期的S6P2期间执行完毕在S1P2期间读入操作码并锁存在指令寄存器中上

8、页下页回目录读操作码24H读第二字节#