第2章51单片机硬件结构ppt课件.ppt

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1、1第2章AT89S51单片机硬件结构12第2章目录2.1AT89S51单片机的硬件组成2.2AT89S51的引脚功能2.2.1电源及时钟引脚2.2.2控制引脚2.2.3并行I/O口引脚2.3AT89S51的CPU2.3.1运算器2.3.2控制器2.4AT89S51存储器的结构2.4.1程序存储器空间22.4.2数据存储器空间2.4.3特殊功能寄存器（SFR）2.4.4位地址空间2.5AT89S51的并行I/O端口2.5.1P0口2.5.2P1口2.5.3P2口2.5.4P3口2.5.5P1～P3口驱动LED发光二极管32.6时钟电路与时

2、序2.6.1时钟电路设计2.6.2机器周期、指令周期与指令时序2.7复位操作和复位电路2.7.1复位操作2.7.2复位电路设计2.8低功耗节电模式2.8.1空闲模式2.8.2掉电运行模式2.8.3掉电和空闲模式下的WDT4AT89S51的片内硬件基本结构、引脚功能、存储器结构、特殊功能寄存器功能、4个并行I/O口的结构和特点，复位电路和时钟电路的设计,节电工作模式。目的：本章学习，为AT89S51系统的应用设计打下基础。在原理和结构上，单片机把微机的许多概念、技术与特点都继承下来。用学习微机的思路来学习单片机。内容概要562.1AT89S

3、51单片机的硬件组成片内硬件组成结构如图2-1所示。把作为控制应用所必需的基本功能部件都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。有如下功能部件和特性：（1）8位微处理器（CPU）；（2）数据存储器（128BRAM）；（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口和P3口）；（5）1个全双工的异步串行口；（6）2个可编程的16位定时器/计数器；67图2-1AT89S51单片机片内结构78（7）1个看门狗定时器；（8）中断系统具有5个中断源、5个中断向量；（9）特殊功能寄存器（SFR）26个；

4、（10）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式；（11）3个程序加密锁定位。与AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点：（1）增加在线可编程功能ISP（InSystemProgram），字节和页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活；（2）数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程；（3）增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力；8（4）增加断电标志；（5）增加掉电状态下的中断恢复模式。片内各功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1），基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统微机结构。CPU对各种功

5、能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，SpecialFunctionRegister）的集中控制方式。下面介绍图2-1中片内各功能部件。（1）CPU（微处理器）8位的CPU，与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，还有面向控制的位处理功能。99（2）数据存储器（RAM）片内为128B（52子系列为256B），片外最多可扩64KB。片内128B的RAM以高速RAM的形式集成，可加快单片机运行的速度和降低功耗。（3）程序存储器（FlashROM）片内集成有4KB的Flash存储器（AT89S52则为8KB；AT89C55片

6、内20KB），如片内容量不够，片外可外扩至64KB。（4）中断系统具有6个中断源，2级中断优先权。（5）定时器/计数器2个16位定时器/计数器（52子系列有3个），4种工作方式。1010（6）1个看门狗定时器WDT当CPU由于干扰使程序陷入死循环或跑飞时，WDT可使程序恢复正常运行。（7）串行口1个全双工的异步串行口，4种工作方式。可进行串行通信，扩展并行I/O口，还可与多个单片机构成多机系统。（8）P0口、P1口、P2口和P3口4个8位并行I/O口。（9）特殊功能寄存器（SFR）26个，对片内各功能部件管理、控制和监视。是各个功能部件的

7、控制寄存器和状态寄存器，映射在片内RAM区80H～FFH内。1111AT89S51完全兼容AT89C51，在充分保留原来软、硬件条件下，完全可以用AT89S51直接代换。2.2AT89S51的引脚功能先了解引脚，牢记各引脚的功能。AT89S51与51系列中各种型号芯片的引脚互相兼容。目前多采用40只引脚双列直插，如图2-2所示。引脚按其功能可分为如下3类：（1）电源及时钟引脚—VCC、VSS；XTAL1、XTAL2。（2）控制引脚—、ALE/、/VPP、RST（RESET）（3）I/O口引脚——P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口1

8、2122.2.1电源及时钟引脚1．电源引脚（1）VCC（40脚）：+5V电源。（2）VSS（20脚）：数字地。13图2-2AT89S51双列直插封装方式的引脚132．时钟引脚（1）XTAL1（