单片机硬件结构ppt课件.ppt

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1、单片机原理及接口技术李飞2009/05/16演示文稿CPU存储器串行I/O接口并行I/O接口定时器/计数器中断系统P0-P3TxDRxDTINT单片机内部结构示意图返回MCS-51单片机结构框图返回MCS-51单片机内部组成和信号引脚8051单片机的基本组成中央处理器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、

2、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，常用晶振频率：6MHZ、12MHZ、11.0592MHZ，最高可达40MHZMCS-51信号引脚[引脚图]电源：VCC、VSS振荡电路：XTAL1、XTAL2并行口：P0、P1、P2、P3复位引脚：RST/EA：访问程序存储控制信号/PSEN：外部ROM读选通信号ALE：地址锁存控制信号信号引脚的第二功能P3口线的第二功能后备电源的引入：RST/VPD返回MCS-51存储器资源内部：MCS-51内部自带4KB的程序

3、存储器128B的数据存储器内外RAM统一编址，由不同的指令来寻址。外扩：MCS-51具备64KB程序存储器和64KB的数据存储器扩展能力但外扩时需占用P0、P2口作为8位数据总线和16位地址总线。内外ROM统一编址，均由PC寻址，由EA端的硬件连接来区分内外ROM。[存储器空间分布图]数据存储器内部RAM一、低128单元（00H~7FH）[片内RAM的配置]通用寄存器区（00H~1FH）功能：存放操作数及中间结果。注意事项：在任一时刻，CPU只能使用其中一组寄存器。位寻址区（20H~2FH）共计128位，位地址：00H~7FH功能：具有布尔处理机功能注意：既

4、可进行字节操作，又可对位操作。用户RAM区（30H~7FH）二、高128单元（80H~FFH）共21个特殊功能寄存器SFR，其中有11个可以位寻址。这21个SFR可以分成以下几类：中间寄存器：累加器ACC，B寄存器地址指针：程序计数器PC，堆栈指针SP，数据指针DPTR状态寄存器：PSWI/O口：P0、P1、P2、P3、SBUF专用寄存器：TMOD、TCON、TH0、TL0、TH1、TL1；SCON；IE、IP[片内RAM的配置]累加器ACC（8位）：存放操作数或中间结果B寄存器（8位）：用于乘除运算时存放乘数或除数，以及数据暂存程序状态字PSW（8位）：存

5、放程序运行中的各种状态信息，我们可以依据这些信息作出相应处理。D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVF1P[片内RAM的配置]程序状态字寄存器PSW程序计数器PC（16位）：存放下一条指令的地址，寻址范围64KB功能：自动加1，控制程序顺序执行或跳转、返回等系统复位后PC=0000H。注意：PC实际上不是SFR，而是CPU的一部分，无地址，无法对其读写数据指针DPTR（16位）：用于访问外部RAM时作地址指针用，寻址范围64KB，不具备自动加1功能，但设有专用的加1指令INCDPTR[片内RAM的配置]堆栈指针SP（8位）：存放堆栈顶的

6、地址，每执行一次入栈操作自动加1，每执行一次出栈操作自动减1，调用指令将影响SP内容。堆栈：按“先进后出，后进先出”原则存取数据的特殊存储区功能：暂存数据和地址。注意：一般在内部RAM的30H~7FH单元中开辟堆栈。堆栈大小用户决定，SP内容一经确定，则堆栈大小也确定了。系统复位后，SP=07H。程序存储器ROM/EPROM作用：存放编好的程序和表格常数等。8051的ROM也有两个地址空间：片内ROM——4KB片外ROM——可扩展到64KB注意：1.片内ROM和片外ROM是统一编址的。2.在ROM中，有6组单元具有特殊功能：0000H：复位后，程序的入口地址

7、(PC=0000H)0003H~000AH：000BH~0012H：0013H~001AH：001BH~0022H：0023H~002AH：在中断和定时器章节中再介绍返回并行I/O口资源MCS-51提供4个8位准双向并行I/O端口。准双向：既可用作数据输入缓冲，又可用作数据输出驱动及锁存，但用作输入时必须先设置为高电平。P0口：可以作为通用的/O口进行数据的输入输出，但在实际中绝大多数情况下都作为地址/数据线使用。P1口：通常是作为通用/O口使用的P2口：P2口可以作为通用／O口使用。但通常应用情况下，P2口是作为高位地址线使用。P3口：第一功能是作为

8、I/O口使用，它的第二功能信号都是单片机的重要控制信