第二讲单片机课件.ppt

第二讲 MCS-51单片机的硬件结构 一、MCS-51单片机系统资源及主要性能特点 二、MCS-51单片机基本结构 三、微处理器（CPU） 四、存储器 五、并行输入/输出口 六、MCS-51单片机最小应用系统结构 一、系统资源及主要性能特点 1、系统资源 MCS-51单片机是Intel公司1980推出的高档8位单片机，采用40脚双列直插封装或44脚方形封装，51、52系列功能兼容。 8031内包括： 1个8位CPU； 128个字节RAM； 21个特殊功能寄存器； 4个8位并行I/O口； 1个全双工串行口（二根线）； 2个16位定时计数器器； 1个片内振荡器和时钟电路； 5个中断源2个中断优先级； 8051/8751：带有4KB ROM/EPROM 52子系列的RAM/ROM容量为：256B/8KB 2、性能特点 单片机为哈佛结构的计算机，除上述基本资源外，还具 有如下特点： 外部程序存储器：可扩展到64KB； 外部数据存储器：可扩展到64KB； 堆 栈：最深128B/256B； 输入 / 输出口线：32根； 寄 存 器 区：划出RAM中32B作为通用寄存器； 具有位寻址功能； 单一“+5V”电源； 系统时钟1~12 MHz，常用12MHz、11.0592MHz 和 6MHz。 二、MCS-51单片机基本结构 1、内部结构框图 结构简图如图2-1所示 包括：CPU、存储器（ROM、RAM）、I/O接口等计算机的基本组成。 2、外部引脚 共40个引脚，大致可分为四类，其逻辑符号如图2-2所示。 1）电源引脚VCC和VSS VCC：40脚，电源端，+5V VSS：20脚，接地端（GND） ? 2）时钟电路引脚 XTAL1：19脚，外接晶振输入引脚。 XTAL2：18脚，外接晶振输出引脚。 ? 3）控制线引脚 共4根，其中3根为双功能 ①RST/VPD ：9脚，复位/备用电源。 RST---通过外接复位电路实现上电复位或按键复位。 VPD---可外接备用电源，在VCC掉电时向RAM供电。 ② /VPP ：31脚，内外ROM的选择/ EPROM编程电源。 =0：访问外部ROM； =1：访问内部ROM； PC值超过0FFFH（4KB）时，自动转向外ROM。 VPP ---在8751片内EPROM编程期间，为21V编程电源输入端。 ③ALE/ ：30脚，地址锁存允许/编程脉冲。 ALE---访问外ROM或RAM时，用来驱动地址锁存器锁存P0口 分时送出的低8位地址（下降沿有效）。 不访问外存储器时，该端以1/6时钟频率输出正脉冲， 可用作为外部时钟。带8个LS型TTL门电路。 --- 8751片内EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ? ④ ：29脚，读外部ROM选通信号，即该脚有效时（上升沿），外ROM允许输出。每个机器周期2次有效。从内部ROM取指时不产生。可带8个LS型TTL门电路。 4）I/O引脚 P0口：P0.0~P0.7，39~32脚，外接存储器时作地址/数据分时 使用口线 ；不接外部存储器时，可用作为8位准双向 I/O口。 P1口：P1.0~P1.7，1~8脚，8位准双向I/O口。 P2口：P2.0~P2.7，21~28脚，8位准双向I/O口。外接存储器时 作为高8位地址总线。 P3口：P3.0~P3.7，10~17脚，8位准双向I/O口，出于芯片引脚 数的限制，P3口具有第二输出、输入功能。 三、微处理器（CPU） （一）运算器 组成：ALU、TMP1、TMP2、A、B、PSW、DA A和布尔处 理机等。 DA A：BCD码十进制修正，由专用电路实现。 布尔处理机：进位位CY，被称作“位累加器”，可在 任何可寻址的位与CY间进行逻辑运算操作。 与通用CPU相比，增加了暂存寄存器和B寄存器 ?（二）控制器 组成：PC、SP、DPTR、IR等 1、时钟电路 （1）振荡源（oscillation） MCS-51的HMOS芯片内