MCS51单片机的结构和原理ppt课件.ppt

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1、§2-1MCS-51单片机的组成与结构8位中央处理单元(CPU)128B/256B的数据存储器RAM4KB/8KB的片内ROM/EPROM4个8位并行I/O口P0-P32个定时器/计数器5个中断源1个全双工的UART（通用异步接收、发送器）片内振荡与时钟产生电路1、中央处理单元CPU（8位）用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位）2、只读存储器ROM（4KB或8KB）用于永久性存储应用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM3、随机存取存取器RAM（128B/256B）用于程序运行中存储工作变量和数据用作系统总线、扩展外存、I/O接口芯片4、并行输入/输出口I/O（32线

2、）5、串行输入/输出口UART（二线）串行通信、扩展I/O接口芯片6、定时/计数器T/C(16位增量可编程）它与CPU之间各自独立工作，当它计数满时向CPU中断7、时钟电路fosc分为内部振荡器、外接振荡电路五源中断、两级优先，可编程进行控制。8、中断系统P0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器RAM地址寄存器128BRAM4KBROMB寄存器暂存器1暂存器2ACCSP程序地址寄存器缓冲器PC增1PCDPTR中断、串行口和定时器PSWP1锁存器P1驱动器P3锁存器P3驱动器定时控制指令寄存器指令译码器OSCALUP0.0-P0.7P2.0-P2.7P3.0-P3.7P1.0-

3、P1.7XTAL1XTAL2PSENALEEARESET8051单片机内部结构图返回运算器控制器存储器I/O接口中央处理器(CPU)包含运算器和控制器两部分（1）8位的ALU：（2）8位累加器ACC（A）：（3）8位寄存器B：（4）8位程序状态寄存器PSW：（5）布尔处理器：（6）2个8位暂存器：运算器可对4位（半字节），8位（单字节）和16位（双字节）数据进行操作，数据来自两个暂存器。累加器，它是最繁忙的8位特殊功能寄存器，用A表示，ALU的运算结果存在此处。8位程序状态字寄存器，用于存放指令执行后的状态信息，供程序查询和判别。布尔操作器8位寄存器，在乘除运算时，用来存放另

4、一个操作数，并存放一部分结果。（1）程序计数器(PC)（2）指令寄存器(IR)（3）指令译码器(ID)（4）振荡器及定时与控制电路控制器中央处理器(CPU)—控制器由两个8位的计数器(PCL,PCH)组成，PC存储将要执行的下一条指令的地址，16位可容纳的最大数值为65535,为64KB，因此，MCS-51可寻址64KB的程序存储器。改变PC内的值，就可改变程序执行的方向。16位程序计数器-PC由PC内容指定的ROM地址单元中取出的指令，经指令寄存器送至指令译码器进行译码，进而CPU产生相应的控制信号，执行指令所规定的操作。指令存储器及指令译码器MCS-51片内有振荡器OSC

5、，通过单片机的XTAL1,XTAL2连接片外的石英晶体及两个频率微调电容，产生单片机工作所需要的基本时钟—节拍。振荡器及定时控制电路1、电源管脚：Vcc,Vss2、时钟电路管脚：XTAL1,XTAL23、控制信号脚：RST/VPD,ALE/PROGPSEN及Vpp/EA4、I/O管脚P0,P1,P2,P3§2-2MCS-51单片机的引脚及其功能电源管脚Vcc：电源端，为5V，允许电源有偏差；GND(VSS):地。注：为了防止电源脉冲对单片机的影响，一般在VCC和GND之间接上一个1uF的电容。时钟电路管脚XTAL1：芯片内部反相放大器输入端，使用外部振荡器时需接地。XTAL2

6、:芯片内部反相放大器输出端，使用外部振荡时接振荡器输入的信号。XTAL2XTAL1内部振荡方式XTAL2XTAL1外部振荡器外部振荡方式控制线ALE/PROGALE：地址锁存信号端，频率为晶体振荡器的1/6正脉冲信号。当CPU访问片外扩展存储器时，该信号作为锁存低8位地址的控制信号。PROG：当片内有EPROM时，该管脚提供编程写入时的编程脉冲信号输入端。控制管脚RST/VPDRST：复位信号输入端，高电平有效。保持两个机器周期以上，并变为低电平，单片机开始从0000地址执行，即可完成单片机复位。单片机复位不改变片内RAM的值。VPD:备用电源。+5VRESET10uF控制管

7、脚PSENPSEN：程序存储器允许输出信号端。在访问片外程序存储器时，CPU控制该端输出负脉冲作为外部存储器的选通信号，允许CPU读出EPROM中被选中单元中的指令码。该管脚一般连程序存储器的选通信号端(OE)。控制管脚EA/VppEA：外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电压输入端。程序存储器允许输出信号端。当EA接高时，前4KB或8KB程序在单片机内，当EA接地时，所有程序均在外存储器。Vpp:对单片机内程序存储器编程时施加的高电平输入端。§2-3MCS-51单片机的存储器配置计算机存储结构：哈佛