第二章MCS-51单片机的硬件结构

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1、§2.4存储器结构§2.5并行I/O端口第二章MCS-51单片机的硬件结构§2.3中央处理器内容提要§2.1单片机内部结构§2.2芯片引脚§2.6时钟电路§2.7复位电路学习目的和要求熟悉IntelMCS-51系列单片机内部结构及工作原理掌握MCS-51的存储器配置及特点熟悉掌握21个特殊功能寄存器(SFR)的功能了解并行I/O端口内部结构掌握各个引脚的功能了解CPU的时序及单片机的工作过程熟悉单片机的复位电路及复位功能熟悉掌握堆栈的概念单片机硬件结构是单片机应用系统设计的基础CPU运算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EP

2、ROM)串行口C/T中断系统SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来1.微处理器2.数据存储器3.程序存储器4.I/O口5.串行口6.定时/计数器7.中断系统8.特殊功能寄存器控制方式：SFR对各功能部件集中控制片内总线§2.1单片机内部结构40只引脚双列直插封装（DIP）§2.2芯片引脚44只引脚方形封装方式（4只无用）§2.2芯片引脚引脚逻辑图8051单片机为40条引脚双列直插式封装引脚可分为三个部分控制引脚并行I/O口引脚电源及时钟引

3、脚§2.2芯片引脚40只引脚按功能分为3类：§2.2芯片引脚电源及时钟引脚Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2控制引脚/PSEN、/EA、ALE、RESET（即RST）I/O口引脚P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚Vcc（40脚）：+5V电源；Vss（20脚）：接地。1.电源及时钟引脚电源引脚XTAL1（19脚）：若采用外接晶体振荡器时，接地XTAL2（18脚）：如果采用外接晶体振荡器时，接收时钟振荡信号时钟引脚§2.2芯片引脚提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。RST/VPD(9脚)：复位/备用电源§2.2

4、芯片引脚2.控制引脚复位信号输入端RST高电平有效，当出现两个机器周期高电平时，单片机复位复位后，P0~P3输出高电平；SP寄存器为07H；其它寄存器全部清0；不影响RAM状态。备用电源的输入端VPD掉电期间用以保护内部RAM的数据。§2.2芯片引脚地址锁存允许信号ALE在访问外部存储器时，ALE用于锁存出现在P0口低8位地址，以实现低位地址和数据的分离；提供fosc/6振荡频率，故可作为外部时钟或外部定时脉冲源使用。ALE/PROG(30引脚)：地址锁存允许/编程脉冲输入编程脉冲输入端PROG在对片内EPROM型单片机（8751

5、）编程写入时，此引脚用来输入编程脉冲。§2.2芯片引脚/EA=0，单片机则只访问外部程序存储器。/EA=1，访问片内程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（对于8051、8751）时，即超出片内程序存储器的4K字节地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。EA/VPP(31脚)：内外程序存储器的选择控制端/编程电压内外程序存储器选择控制端/EA对于EPROM型单片机，在编程期间用于施加编程电压编程电压VPP§2.2芯片引脚说明：一个信号引脚有两种功能，但两种信号功能是在不同工作方式下的信号，因此不会发生使用上的

6、冲突。PSEN（29脚）：外部程序存储器的读选通信号每个机器周期两次有效。可以驱动8个LS型TTL负载。P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。§2.2芯片引脚3.I/O口引脚§2.2芯片引脚3.I/O口引脚注意:准双向口与双向三态口的差别当3个准双向I/O口作输

7、入口使用时，要向该口先写“1”。准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。这些引脚构成了典型的三总线形式，即地址总线(AB)数据总线(DB)控制总线(CB)§2.2芯片引脚地址总线(AB)805187518031P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7PSENEAALERST用户I/O控制总线(CB)锁存器P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0ALEA15A14

8、A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0VCCVSS数据总线(DB)VCCVSS返回1.运算器§2.3中央处理器1)算术逻辑运算单元ALU2)累加器A可写为Acc作用：用来寄存参加运算的一个数