太原理工第2章 MCS-51单片机硬件结构和原理.ppt

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1、单片机原理与接口技术第2章MCS-51单片机硬件结构和原理8/28/20211(1)熟悉MCS-51单片机CPU内部组成结构和各功能部件的作用。(2)掌握MCS-51单片机引脚功能，包括：P0～P3并行I/O口的定义、控制信号、三总线组成。(3)掌握存储器的组织结构和程序存储器、数据存储器、内部特殊功能寄存器（SFR）的配置情况，熟悉程序状态寄存器（PSW）各位的含义及变化规律。(4)掌握P0～P3并行I/O口结构及其特点，掌握时钟电路、CPU时序和复位电路。本章教学要求8/28/20212本章目录2.1MCS-51系列单片机分类2.

2、2单片机硬件结构2.2.1单片机的引脚功能2.2.2单片机的内部结构2.3中央处理器（CPU）2.3.1运算器2.3.2控制器2.3.3布尔（位）处理器2.4存储器2.4.1程序存储器2.4.2数据存储器8/28/20213本章目录2.7单片机的工作方式2.7.1复位方式2.7.2程序执行方式2.7.3低功耗运行方式习题与思考题2.5并行输入/输出端口2.5.1P1口2.5.2P2口2.5.3P3口2.5.4P0口2.5.5并行口的应用2.6时钟电路和时序2.6.1时钟电路2.6.2时序8/28/202142.1MCS-51系列单片机的

3、分类自从Intel公司于20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后，所有的51系列单片机都是以Intel公司最早的典型产品8051为核心，增加一定的功能部件后构成的。本章以8051为主阐述MCS-51系列单片机的系统结构、工作原理和应用中的一些技术问题。MCS-51系列可分为两大系列：51子系列和52子系列。51子系列主要有8031、8051和8751三种机型。52子系列主要有8032、8052和8752三种机型。8/28/20215表2-1MCS-51系列单片机的性能一览表2.1MCS-51系列单片机的分类8/28/202162

4、.2单片机硬件结构2.2.1单片机的引脚功能MCS-51系列单片机是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多功能I/O口等基本功能部件的一台计算机。单片机必须配备部分外围元件才能使用，其系统核心是单片机芯片，芯片引脚按功能分为3类，即数据总线、地址总线和控制总线。MCS-51系列单片机的外形采用40条引脚双列直插封装（DIP）或LCC/QFP封装，每条引脚有规定的序号和名称。DIP封装的引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。8/28/20217芯片引脚按功能分成3类，即：----51单片机的引脚功能数据总线地址总线控制总线

5、2.2.1单片机的引脚功能8/28/202181.主电源引脚Vcc和VssVcc（+5V）电源输入端Vss（GND）共用接地端2.2.1单片机的引脚功能----51单片机电源引脚8/28/202192.时钟振荡电路引脚XTAL1和XTAL2XTAL1和XTAL2分别用做晶体振荡电路的反相器输入端和输出端。在使用内部振荡电路时，这两个端子用来外接石英晶体，振荡频率为晶体振荡频率，振荡信号送至内部时钟电路产生时钟脉冲信号。2.2.1单片机的引脚功能----51单片机时钟引脚8/28/2021103.控制信号引脚RST为复位信号输入端VPD为

6、内部RAM的备用电源输入端PSEN外部程序存储器的读选通信号ALE地址锁存允许信号2.2.1单片机的引脚功能----复位/外部存储器/地址锁存引脚8/28/202111复位信号输入端RST当RST（RESET）端保持两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时，单片机完成复位操作。VPD为内部RAM的备用电源输入端。当主电源Vcc一旦发生断电或电压降到一定值时，可通过VPD为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAM中的信息不丢失，使Vcc上电后能继续正常运行。2.2.1单片机的引脚功能----复位引脚8/28/202112外部程序存储

7、器的读选通信号。当访问外部ROM时，产生负脉冲作为外部ROM的选通信号。2.2.1单片机的引脚功能----ALE与PSEN引脚地址锁存允许信号ALE在访问外部存储器时，ALE用来锁存P0送出的低8位地址信号。PROG是对8751内部EPROM编程时的编程脉冲输入端。读选通信号PSEN8/28/202113外部程序存储器控制信号EAEA=0：访问外部程序存储器。EA=1：访问片内与片外程序存储器。VPP为8751EPROM的21V编程电源输入端。2.2.1单片机的引脚功能----内外程序存储器控制引脚8/28/202114----P0端口

8、P0端口（P0.0～P0.7）第一功能：是一个8位漏极开路型的双向I/O口，这时P0口可看成用户数据总线；第二功能：是在访问外部存储器时，分时提供低8位地址和8位双向数据总线，这时先用做地址总线再用做数据总