第3章 MCS-51单片机硬件结构ppt课件.ppt

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1、应用的角度介绍单片机的体系结构，了解单片机内部功能模块框图、CPU时序，熟悉时钟电路及复位电路，掌握单片机引脚及其外特性以及几个重要SFR的使用，对单片机的存储器分配要非常清晰。第3章MCS-51单片机硬件结构7/27/20211MCS-51单片机原理与应用MCS-51是8位高性能单片机系列，它们的外部引脚和指令系统完全兼容，差别只在于片内程序存储器的不同。8031无片内ROM，8051有4KB片内掩膜ROM，8751有4KB片内EPROM。选用新一代80C51中的FLASH版本AT89系列芯片。3.1单片机的结构7/27/202

2、12MCS-51单片机原理与应用MCS-51系列芯片及制造工艺如下：7/27/20213MCS-51单片机原理与应用MCS-51内部主要有如下五部分组成：CPU结构、存储器结构、I/O端口、定时器/计数器、中断系统。7/27/20214MCS-51单片机原理与应用MCS-51内部资源有：（1）微处理器（CPU）；（2）数据存储器（RAM）；（3）程序存储器（4KBFlashROM）；（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）1个全双工串行口；（6）2个16位定时器/计数器；（7）中断系统；（8）特殊

3、功能寄存器（SFR）。7/27/20215MCS-51单片机原理与应用3.1.1单片机内部结构框图一、CPU结构MCS-51内部有如下三部分电路组成：ALU、定时控制部件、专用寄存器组。（一）算术逻辑单元ALUALU是一个性能极强的运算器，可以进行四则运算，也可以进行逻辑运算等功能。7/27/20216MCS-51单片机原理与应用（二）定时控制部件MCS-51定时控制部件有如下三部分组成1、指令寄存器IR存放当前要执行指令的操作码2、振荡器OSC输入端---XTAL1和XTAL2接晶振振荡器输出。输出端---输出系列方波3、定时控

4、制逻辑根据IR中内容结合OSC输出，产生节拍脉冲序列，完成不同指令的运行。7/27/20217MCS-51单片机原理与应用OSC振荡器产生的矩形时钟脉冲序列，其频率是单片机的重要性能指标，时钟频率越高，单片机控制器的控制节拍就越快，运算速度就越快。因此不同型号的单片机需要的时钟频率也是不相同的。（三）专用寄存器组—特殊功能寄存器专用寄存器组主要用来指示当前要执行指令的内存地址、存放操作数和指示指令执行后的状态。7/27/20218MCS-51单片机原理与应用专用寄存器组主要包括程序计数器PC、累加器A、程序状态字PSW、堆栈指针S

5、P、数据指针DPTR和通用寄存器B等。二、存储器程序存储器:4KB片内ROM;数据存储器:128B片内RAM;21个片内特殊功能寄存器SFR。可寻址外部程序存储器和数据存储器空间各为64KB。7/27/20219MCS-51单片机原理与应用三、I/O端口I/O端口是MCS-51对外部实现控制和信息交换的必经之路，I/O端口有串行和并行之分。MCS-51具有4个8位并行I/O口P0～P3,作为输入/输出；1个全双工串行口UART,用于串行通信。串行一次传送1位二进制信息。并行一次传送8为二进制信息。7/27/202110MCS-51

6、单片机原理与应用四、定时器/计数器MCS-51内部有2个16位定时／计数器分别为T0和T1，可用作定时或计数。五、中断系统具有5个中断源：2个外中断INT0和INTl,3个内中断：即2个定时／计数中断,一个串口中断。具有2个中断优先级嵌套结构。7/27/202111MCS-51单片机原理与应用7/27/202112MCS-51单片机原理与应用CPU与各部件间通过内部总线相连。三总线结构（地址总线AB，数据总线DB，控制总线CB）MCS-51共有如下两种封装1、双列直插式封装（HMOS型器件）3.1.2单片机引脚及其外特性7/27/

7、202113MCS-51单片机原理与应用2、方形封装（CHMOS型器件）7/27/202114MCS-51单片机原理与应用8051是40引脚双列直插型封装。将其分为3部分来说明。（1）主电源与时钟引脚VCC：电源端,+5V；VSS：接地端XTAL1：外接晶振端,片内反相放大器输入端；XTAL2：外接晶振端,片内反相放大器输出端；7/27/202115MCS-51单片机原理与应用（2）控制引脚RST/VPD:复位信号输入端，高电平有效。晶振工作时，RST引脚保持2个机器周期以上高电平将使单片机复位。第二功能VPD，备用电源的输入端。

8、:程序存储允许输出端,低电平有效。访问片外程序存储器时,此端口定时输出负脉冲作为读选通信号。ALE/:地址锁存允许信号输出端。访问片外存储器时，ALE作为锁存低8位地址的控制信号。7/27/202116MCS-51单片机原理与应用不访问片外存储器时