第2章 MCS-51系列单片机的硬件结构与工作原理ppt课件.ppt

《第2章 MCS-51系列单片机的硬件结构与工作原理ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章MCS-51系列单片机的硬件结构与工作原理微型计算机的基本组成有三部分，即CPU+存储器+I/O接口。80C51内部结构如图2－1所示。CPU(算术逻辑单元ALU、控制器)存储器-程序存储器ROM、数据存储器RAM定时器/计数器并行I/O口P0～P3串行口中断系统定时控制逻辑电路等2.180C51单片微机的内部结构微型计算机的基本组成有三部分，即CPU+存储器+I/O接口。80C51内部结构：图2－1CPU(算术逻辑单元ALU、控制器)存储器-程序存储器ROM、数据存储器RAM定时器/计数器并

2、行I/O口P0～P3串行口中断系统定时控制逻辑电路等这些部件通过内部总线连接起来，基本结构仍然是通用CPU加上外围芯片的结构模式，但采用了特殊功能寄存器(SFR)进行集中控制的方法。1.中央处理器单片微机的核心，主要完成运算和控制功能，又增设了“面向控制”的处理功能，增强了实时性。2.程序存储器80C31：内部没有程序存储器80C51：内部带ROM87C51：内部带EPROM单片微机的程序存储器有以下几种结构形式：⑴片内只读存储器程序必须在制作单片微机时写入，一次性固化。只适用于程序已成熟、定型，且批量

3、很大的场合。并且只能在厂家定制完成。⑵片内可编程的ROM片内可编程的ROM可直接由用户进行编程。·紫外线可擦除型ROM：EPROM型单片微机(如87C51)。EPROM需用紫外线擦除，必须脱机固化，不能在线改写。·电可擦除型ROM：EEPROM，称为Flash单片微机(如89C51)。应用系统的现场调试。EPROM和EEPROM都是可以多次擦除和编程的，或称MTP的ROM。·OTP的ROM，仅允许用户一次编程。⑶片外只读存储器由于受芯片集成度的限制，片内只读存储器一般存储容量较小。利用单片微机的并行扩展

4、技术可以外扩片外只读存储器。3.数据存储器（RAM）存储程序在运行期间的工作变量和数据，称为数据存储器。一般在单片微机内部设置一定容量（64B～384B或更大容量）的RAM，以加快单片微机运行的速度，还可以使存储器的功耗下降很多。常把寄存器（如工作寄存器、特殊功能寄存器、堆栈等）在逻辑上划分在片内RAM空间中，可将单片微机内部RAM看成是寄存器堆，有利于提高运行速度。4.并行I/O口提供许多功能强、使用灵活的并行输入/输出引脚，用于检测与控制。●有些I/O引脚还具有多种功能，比如可以作为数据总线的数据线

5、、地址总线的地址线、控制总线的控制线等。●单片微机I/O引脚的驱动能力也逐渐增大，甚至可以直接驱动外扩的LED显示器。5.串行I/O口实现与某些终端设备进行串行通信，或者和一些特殊功能的器件相连的能力，甚至用多个单片微机相连构成多机系统。6.定时器/计数器用于精确的定时，或者需对外部事件进行计数80C51有两个16位的定时器/计数器，80C52有三个16位的定时器/计数器。7.中断系统具有内、外共五个中断源，两个中断优先级。8．定时电路及元件计算机的整个工作是在时钟信号的驱动下，按照严格的时序有规律地一

6、个节拍一个节拍地执行各种操作。单片微机内部设有定时电路，只需外接振荡元件即可工作。外接振荡元件一般选用晶体振荡器，或用价廉的RC振荡器，也可用外部时钟源，作为振荡元件。有的单片微机将振荡元件也集成在芯片内部。MCS-51CPU中的位处理器，是一个完整的1位微计算机，它有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。这个1位机在开关决策、逻辑电路仿真、工业控制方面很有效；而8位机在数据采集、运算处理有优势。二者相辅相成，是单片机技术上的1个突破。80C51／80C52的封装及逻辑图如图2－2所示。若不需要通过

7、并行总线扩展芯片，常采用20引脚甚至仅14引脚的单片微机，如Atmel公司的89C1051/2051/4051，或Philips公司的P87LPC764。它们的封装及引脚见图2–3。2.280C51单片微机的引脚及其功能3.I/O口引脚：P0、P1、P2、P3为4个8位I/O口的外部引脚.40只引脚按其功能来分，可分为三部分：1.电源及时钟引脚：Vcc、Vss；XTAL1、XTAL22.控制引脚PSEN、ALE、EA、RESET（即RST).单片机开发板自制单片机开发系统1、电源及时钟引脚电源引脚:Vc

8、c（40脚）：＋5V电源；Vss（20脚）：接地。(2)时钟引脚:时钟引脚外接晶体与片内的反相放大器构成了一个振荡器，它提供单片机的时钟控制信号。时钟引脚也可外接晶体振荡器。XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，在单片机内部，接至内部反相放大器的输出端。当采用外接晶体振荡器时，该引脚接收振荡器的信号。XTAL1（19脚）：接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端。这个放大器构成片内振荡器。当采用外接晶体振荡器时，此