单片机结构及原理ppt课件.ppt

《单片机结构及原理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、1第3章单片机的结构及原理12第3章目录3.1单片机的结构3.1.1单片机的组成与结构3.1.2引脚定义及功能3.2单片机的工作原理3.2.1运算器3.2.2控制器3.2.3单片机执行程序的过程3.380C51的存储器3.3.1程序存储器空间23.3.2数据存储器空间3.3.3特殊功能寄存器（SFR）3.3.4位地址空间3.4AT89S51的并行I/O端口3.4.1P0口3.4.2P1口3.4.3P2口3.4.4P3口33.5CPU时序与时钟电路3.5.1时钟电路设计3.5.2机器周期、指令周期与指令时序3.6复位操作和复位电

2、路3.6.1复位操作3.6.2复位电路设计3.780C51系列单片机的低功耗节电方式3.7.1空闲模式3.7.2掉电运行模式3.7.3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：通过本章学习，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56图3.1AT89S51/AT89S52单片机基本组成功能框图3.

3、1.1AT89S51单片机的组成与结构CPU振荡器中断控制程序存储器数据存储器总线控制定时器2定时器1定时器0看门狗ISP串行口I/O端口UART串行端口外部中断源内部中断源计数器输入RXDTXDP0P1P2P3MISOMOSICLK678主要功能部件和特性：中央处理器CPU主要完成运算和控制功能。80C51的CPU是一个字长为8位的中央处理器。数据存储器RAM用于存储变化的数据。程序存储器ROM(FlashROM)用于存放程序和固定不变的常数。定时/计数器用于实现定时和计数功能。并行I/O口用于实现数据和控制信号的输入和输出。

4、8串行口全双工异步串行口用于串行数据的输入输出，ISP串行口可用于实现在线下载程序。时钟电路是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。中断系统中断系统的主要作用是对外部或内部的中断请求进行管理与处理。93.1.2引脚定义及功能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3-2所示。引脚按其功能可分为如下4类：（1）电源引脚（2）时钟电路引脚（3）控制信号引脚（4）输入/输出引脚图3.3AT89S51双列直插封装方式的引脚101．电源引脚（1）VCC（40脚）：+4-+5V电源。（2）VSS

5、（20脚）：接地。2．时钟电路引脚（1）XTAL1（19脚）：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路输入端。（2）XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出端。当使用外部时钟源时，本脚悬空。11图3-2AT89S51双列直插封装方式的引脚113控制信号引脚（1）RST(RESET，9脚):复位信号输入，在引脚加上持续时间大于2个机器周期的高电平，可使单片机复位。（2）/VPP(31脚):：引脚第一功能：外部程序存储器访问允许控制端。VPP：引脚第二功能，对片内Flash编程，接编程电压.1212（3）ALE/（30脚）：AL

6、E为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器提供地址锁存信号，将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。：引脚第二功能，对片内Flash编程，为编程脉冲输入脚（4）（29脚）：片外程序存储器读选通信号，低电平有效。134输入/输出引脚（1）P0.0-P0.7：系统扩展:分时传送低8位地址信息和8位数据信息无外扩芯片:一般I/O口线（2）P1.0-P1.7：一般I/O口线（3）P2.0-P2.7:系统扩展:输出高8位地址信息无无外扩芯片:一般I/O口线(4)P3.0-P3.7:除用作一般I/O口线,还具有第二功能,如表3-1所示141

7、415表3-1引脚P3.0-P3.7的第二功能153.2单片机的工作原理指令：是规定计算机执行特定操作的命令，CPU就是根据指令来指挥和控制计算机各部件协调动作，完成规定操作。指令通常分为操作码和操作数。例：ADDA,#23H操作码操作数指令系统：计算机全部指令的集合3.2.1指令与程序概述163.2.2CPU的工作原理CPU由运算器和控制器构成。1运算器对操作数进行算术、逻辑和位操作运算。主要包括算术逻辑运算单元ALU、累加器A、位处理器、程序状态字寄存器PSW及两个暂存器等。1．算术逻辑运算单元ALU可对8位变量逻辑运算（与

8、、或、异或、循环、求补和清零），还可算术运算（加、减、乘、除）1717ALU还有位操作功能，对位变量进行位处理，如置“1”、清“0”、求补、测试转移及逻辑“与”、“或”等。2．累加器A:使用最频繁的寄存器，可写为Acc。3．程序状态字寄存器PSW:包含了程序运行