MCS51单片机结构及原理.ppt

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1、第9章.MCS-51单片机结构及原理9.1单片机基础知识(回顾)9.2MCS-51单片机的组成与结构9.3MCS-51单片机的存储器9.4MCS-51单片机的I/O口9.5MCS-51单片机的时钟电路与时序9.6MCS-51单片机的复位电路9.1有关单片机(回顾)微型计算机的分类按系统规模分类：单片机个人计算机(台式机Desktop)笔记本电脑(Laptop)掌上电脑单片机的概念：单片机即单片微型计算机，它是将微处理器(CPU)、一定容量的程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)、输入/输出接口(I/O)、时钟及其它一些计算机外围电路，通过总线连接在一起并集成在一个芯片上

2、，构成的微型计算机系统。单片机也称为微控制器(MiCrocontrollerUnit,MCU)、嵌入式控制器(EmbeddedMiCrocontrollerUnit,EMCU)。单片机的分类：单片机分为通用型和专用型两种，通用型单片机把可开发的内部资源全部提供给用户，内部资源丰富、性能全面、适应性强。专用型单片机针对某些产品的特定用途而制作，是MCU发展的一个趋势。单片机的特点：(1)集成度高，功能强。单片机在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、I/O接口等资源，在芯片上还包含了中断系统、串行通信接口、定时器/计数器等功能部件。芯片功能强、体积小、集成度高。(2)具有很

3、高的性价比。单片机尽可能地把应用所需的各种资源集成在一块芯片内，性能高，但是价格却相对较低廉。(3)抗干扰能力强。单片机是面向工业检测、控制环境设计的，因此，抗噪声干扰能力较强。程序固化在ROM类型的存储器中不易被破坏；许多资源集成在一个芯片，可靠性高。单片机的发展：第1阶段(1971~1976)：单片机萌芽阶段。第2阶段(1976~1980)：初级单片机阶段。第3阶段(1980~1983)：高性能单片机阶段。第4阶段(1983~1990)：8位单片机巩固发展及16位单片机推出阶段。第5阶段(1990~)：单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等方面高速发展。发展方向

4、(1)内部结构（硬件结构包括指令结构）(2)功耗和电源电压方面(3)工艺的进步及抗干扰能力的提高(4)存储能力和Internet连接1、8051类单片机（属MCS-51系列）2、Motorola单片机3、Microchip单片机4、华邦单片机5、Philips单片机6、Epson单片机7、NS单片机8、AT89、ATMega系列9、其它单片机单片机的系列产品本章学习要求1、掌握MCS-51单片机的内部结构特点。3、掌握MCS-51单片机的基本工作原理。2、了解单片机并行I/O口的结构特点。4、掌握单片机存储器的扩展方法。9.2MCS-51单片机的组成与结构9.2.1MCS-

5、51的基本组成MCS-51单片机(以8051为例，Intel产品)1个8位CPU；1个片内振荡器及时钟电路；128字节RAM（数据存储器）；4K字节ROM（程序存储器）；2个16位定时器/计数器；32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）；1个全双工串行口；5个中断源；MCS-51单片机的逻辑结构9.2.2MCS-51单片机的引脚与功能逻辑符号8051引脚分配P0P1P2P3引脚分配P0P1P2P3(1)P0口（32脚～39脚）有两种使用方法：作为与外部传送数据的8位数据总线（D0～D7）。作为扩展外部存储器时的低8位地址总线（A0～A7）。(2)P1口（1脚～8脚）

6、作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻(80C52的P1.0和P1.1还具有第二功能，见表)引脚分配P0P1P2P3(3)P2口（21脚～28脚）有两种使用方法：作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻。作为扩展外部存储器时的高8位地址总线(A8～A15)。(4)P3口（10脚～17脚）作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻；各引脚具有第二功能，见下表。P1口与P3口的第二功能(5)VDD（40脚）：+5V电源。(6)VSS（20脚）：GND(7)XTAL1（19脚）XTAL2（18脚）：接外部石英晶振的引脚，也可引入外部时钟。(8)RESET（9脚）：复位信号引脚。必须在此

7、引脚上出现两个机器周期的高电平，才能保证单片机可靠的复位。复位后，单片机内部各寄存器的状态如下表所示。引脚分配P0P1P2P3复位后单片机各寄存器的内容(9)ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号。有以下两个作用：当外接存储器（RAM/ROM）时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低8位。一般ALE接锁存器的EN端。当没有外部存储器时，ALE端可输出脉冲信号，此频率为石英振荡频率的1/6。因此，它可用作对外部芯片提供输出的时钟，或用于定时的目的。(10)PSEN（29脚）：外部程序存储器的读选通信号引