第二章--51单片机的硬件结构.ppt

第二章：MCS-51单片机系统结构 2.1 80C51系列概述 （1）MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。属于这一系列的单片机有多种，如： （2）该系列生产工艺有两种： （3）在功能上，该系列单片机有基本型和增强型两大类： （4）在片内程序存储器的配置上，该系列单片机有三种形式，即掩膜ROM（只可一次性烧写）、EPROM（可烧写多次，但须要专门的烧写器）和ROMLess(无片内程序存储器)。如： 80C51典型产品资源配置表 2.2. MCS - 51单片机外部引脚 (a) 管脚图 （51系列的都是这样） (b) 8051 引脚功能分类 1.主电源引脚：供电 VCC(40脚)：接+5 V电源正端。 VSS(20脚)：接+5 V电源地端。 供电电压不能偏离5V太多。类似人吃饭。 2.外接晶体引脚：提供时钟 (组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别) XTAL1(19脚)： XTAL2(18脚)： 外接晶体振荡器，不能超过24M；需加微调电容，一般为30pF；类似人的心脏。 3. RST/VPD(9脚)：RST即为RESET。该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作。它的作用是使单片机重新启动，回复到初始状态。上电时，考虑到振荡器有一定的起振时间，该引脚上高电平必须持续10 ms以上才能保证有效复位。（对比PC机的复位） VPD为备用电源,当VCC发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该引脚可接上备用电源VPD(+5 V)为内部RAM供电，以保证RAM中的数据不丢失。 4．多功能输入 / 输出引脚：连接IO设备 它是单片机外接输入输出设备的主要通道。 PC机中主要的输入设备：键盘，鼠标。单片机中主要是按钮。 PC机中主要的输出设备：显示器。单片机中主要是LED灯。 单片机中有四组8位的IO口：P0，P1，P2，P3 单片机的外部扩展接口 PC目前最常用的扩展接口是USB。 单片机的外部扩展接口可以扩展：ROM，RAM，IO设备。 扩展接口的组成： 地址线：P2-高8位的地址线，P0-低8位的地址线； 数据线：P0口（分时复用）； 控制线： ALE/PROG，PSEN，WR，RD (1) P0口(39~32脚)：P0.0~P0.7统称为P0口。在不扩展外部设备时，可作为普通输入/输出口。在扩展外部总线设备时（如外接片外存储器或扩展I/O口），P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。 (2) P1口(1~8脚)：P1.0~P1.7统称为P1口，可作为普通I/O口使用。 (3) P2口(21~28脚)：P2.0~P2.7统称为P2口，一般可作为普通I/O口使用；在扩展外部设备时，P2口用作高8位地址总线。 (4) P3口(10~17脚)：P3.0~P3.7统称为P3口。除作为普通I/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。P3口的第二功能如表所示。 5.控制线 ALE/PROG(30脚)：地址锁存有效信号输出端，外部扩展接口的控制引脚之一。 PSEN(29脚)：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。外部扩展接口的控制引脚之一。 EA/VPP(31脚)：EA为片外程序存储器选用端。该引脚有效(低电平)时，只选用片外程序存储器，否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。对于片内含有EPROM的机型，在编程期间，此引脚用作21 V编程电源VPP的输入端。 8031的EA必须接低电平。 总结： 当单片机不扩展外部总线接口设备时（即，不扩展外部存储器和IO设备时），其引脚可分为： （1）电源引脚 （2）晶振引脚 （3）并口P0，P1，P2，P3；其中P3口具有第2功能 （4）控制引脚：EA，RST； （5） ALE/PROG(30脚) 和PSEN(29脚)没有作用 当单片机需要扩展外部接口时，其引脚可分为： （1）电源引脚 （2）晶振引脚 （3）并口P1，P3, 其中P3口具有第2功能 （4）控制引脚：EA，RST； （5）P0，P2口作为外部接口的地址总线，P0口作为外部的数据总线, ALE/PROG，PSEN，WR，RD构成控制总线。它们合起来构成了外部总线接口。 单片机最小系统 最小系统硬件的四个部分： 电源；复位；时钟；EA/VPP； 硬件设计实例： 用51单片机来实现一个计录按钮按下次数的计数装置，按钮按下次数由4位LED灯来显示