MCS-51单片机芯片的结构及原理.ppt

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1、2.1单片机的基本结构2.2MCS-51单片机结构与原理2.3并行输入/输出口电路结构2.4时钟电路与复位电路返回主目录第2章MCS-51单片机芯片的结构和原理2.1单片机的基本结构单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU（CentralProcessingUnit）、随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）、只读存储器ROM（Read-onlyMemory）、基本输入/输出(Input/Output)接口电路、定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的

2、基本功能。单片机内部结构示意图如图所示。单片机内部结构示意图单片机实质上是一个芯片。在实际应用中，通常很难将单片机直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。图1.3单片机应用系统的组成单片机实质上是一个芯片。在实际应用中，通常很难将单片机直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。2.1.1单片机应用系统及组成单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示、控制等外围电路和软件，能实现一种或多种功能的实用系统。单片机应用系统是由硬

3、件和软件组成的，硬件是应用系统的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可。单片机应用系统的组成如图所示。单片机应用系统的组成由此可见，单片机应用系统的设计人员必须从硬件和软件两个角度来深入了解单片机，并能够将二者有机结合起来，才能形成具有特定功能的应用系统或整机产品。2.1.2MCS-51单片机系列尽管各类单片机很多，但无论是从世界范围或是从全国范围来看，使用最为广泛的应属MCS-51单片机。基于这一事实，本课以应用最为广泛的MCS-51系列8位单片机（8051）为研究对象，介绍单片机的硬件结构、工作原理及应用

4、系统的设计。MCS-51单片机系列共有十几种芯片，如表所示。MCS-51系列单片机分类表子系列片内ROM形式片内ROM容量片内RAM容量寻址范围I/O特性中断源无ROMEPROM计数器并行口串行口51子系列8031805187514KB128B2×64KB2×164×81580C3180C5187C514KB128B2×64KB2×164×81552子系统8032805287528KB256B2×64KB3×164×81680C3280C5287C528KB256B2×64KB3×164×816表中列出了MCS-51单片机系列的芯片型号，以及它们的技术性能指标，使我们对它们的

5、基本情况有了一个概括的了解。下面我们就在这个表的基础上对MCS-51系列单片机作进一步说明。1．51子系列和52子系列MCS-51系列又分为51和52两个子系列，并以芯片型号的最末位数字作为标志。其中，51子系列是基本型，而52子系列则属增强型。52子系列功能增强的具体方面，从表所列内容中可以看出：(1)片内ROM从4KB增加到8KB。(2)片内RAM从128B增加到256B。(3)定时/计数器从2个增加到3个。(4)中断源从5个增加到6个。在52子系列的内部ROM中，以掩膜方式集成有8KBBASIC解释程序，这就是通常所说的8052-BASIC。这意味着单片机已可以使用高级

6、语言。该BASIC与基本BASIC相比，增加了一些控制语句，以满足单片机作为控制机的需要。2．片内ROM存储器配置形式MCS-51单片机片内程序存储器有三种配置形式，即掩膜ROM、EPROM和无ROM。这三种配置形式对应三种不同的单片机芯片,它们各有特点，也各有其适用场合，在使用时应根据需要进行选择。一般情况下，片内带掩膜型ROM适用于定型大批量应用产品的生产；片内带EPROM适合于研制产品样机；外接EPROM的方式适用于研制新产品。最近，Intel公司又推出片内带EEPROM型的单片机，可以在线写入程序。2.2MCS-51单片机结构和原理2.2.1MCS-51单片机的内部组

7、成及信号引脚MCS-51单片机的典型芯片是8031、8051、8751。8051内部有4KBROM，8751内部有4KBEPROM，8031内部无ROM；除此之外，三者的内部结构及引脚完全相同。因此，以8051为例，说明本系列单片机的内部组成及信号引脚。1．8051单片机的基本组成8051单片机的基本组成请参见图。下面介绍各部分的基本情况。1)中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。2)内部数据存储器（内部RAM）8051芯片中共有