第一章：MCS51系列单片机的基本硬件结构、特点.ppt

大连理工大学电信学院 陈育斌 AT89系列单片机的产品分类： 商业用产品。用“C”标注。使用温度范围 0～70℃； 工业用产品。用“ I ”标注。使用温度范围 -40～85℃； 汽车用产品。用“ A”标注。使用温度范围 -40～125℃； 军 用 产 品。用“ M”标注。使用温度范围 -55～150℃； 例如：AT89C51-24PI 1.1 MCS-51单片机的主要性能和特点 ( 以AT89C51为例 ) 内部程序存储器ROM ：4K的flash程序存储器； 内部数据存储器RAM：256B（128B的RAM+21B的SFR）； 寄存器区：4个寄存器区，每个区有R0-R7八个工作寄存器； 8位并行输入输出端口：P0、P1、P2和P3； 定时/计数器：2个16位的定时/计数器 T0、T1； 串型口：全双工串行端口（RXD：接收端、TXD发送端）； 中断系统：设有5个中断源（T0、T1、Int0、Int1、ES）； 系统扩展能力：可外接64K的 ROM 和64K的 RAM； 堆栈：设在RAM单元、位置可以浮动（通过指针SP来确定堆栈在RAM中的位置）系统复位时SP=07H； 布尔处理机：配合布尔运算的指令进行各种逻辑运算； 指令系统：111条指令。按功能可分为数据传送、算术运 算、逻辑运算、控制转移和布尔操作5大类。 1.2 : MCS-51 单片机内部方框图 MCS-51单片机的引脚定义（40脚的DIP封装）： 1，主电源引脚：Vcc（+5V--- 40脚）和 Vss （GND 20脚）； 2，外接晶体引脚：XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚） 两脚之间接入一个晶体震荡器，单片机就以此晶体的频率开始工作（其频率范围为：0～24MHz）。 频率越高，单片机的工作速度就越快，但单片机的功耗就要增加，其产生的高次谐波也会对系统内部的模拟电路（如ADC）产生严重的干扰。 3，控制与电源复用引脚： ①RST / V pd（9脚）：复位信号输入，高电平有效。 复位操作可以确保CPU从程序的开始端运行程序； 微处理器在“上电”时必须对其施行“复位”操作，以避免电源从0V至5V时电源的过度性造成系统“混乱”。而MCS-51单片机不具备“上电复位”功能。因此，必须通过外部对此引脚施加一个（大于两个时钟周期的）高电平使单片机复位。 具有上电复位和手动复位功能的电路 在复位状态下： 程序指针PC=0000H； 堆栈指针SP=07H； SFR的内容全变为“0”； P0～P3四个端口输出“全1”（FFH）； RAM内容不变。 【思考题】PC=0000H 意味着什么？ Vpd 功能：当单片机掉电时，此引脚可以接入备用电源向单片机内部的RAM供电，防止RAM中的数据丢失。 ② ALE/PROG（30脚）： 以系统时钟 fosc 的1/6的频率，周期性输出方波脉冲。 系统扩展时，作为外部存储器低八位地址的锁存信号； 可为系统提供一个频率为 fosc/6 的方波信号； EPROM型单片机编程时编程输入脉冲（第二功能）。 ③/PSEN（29脚）：外部程序程序存储器的选通输出信号。 当单片机使用外部程序存储器时，此脚在一个机器周期内产生两次负脉冲，作为外部程序存储器ROM的选通信号； 访问外部数据存储器 RAM 时，此信号无效。 外接程序存储器的总线结构图 ④ /EA / Vdd （31脚）：程序存储器的选择控制端： CPU 执行片内ROM还是外部ROM中的程序，由硬件设计者通过对EA引脚的设置来决定： /EA=“1” 时：单片机使用内部的程序存储器ROM； /EA=“0” 时：单片机使用外部的程序存储器ROM。 【注意】：如果EA=1既使用单片机内部的程序存储器时，如果程序计数器PC的值超过0FFFH时，单片机将自动转向外部程序存储器1000H开始的单元。 对于EPROM型的单片机，此脚还是用于写程序时，加入21伏的编程电压。 /EA 决定着CPU对ROM的使用选择 4，并行输入输出端口引脚（P0-P3） ①: P0.0 - P0.7： P0端口线（39-32脚） 输出能力最强的端口，可带动8个TTL负载； 具有两种工作方式： ①普通的I/O方式； ②系统扩展时的总线方式。 当处于I/O方式时：端口内部输出电路呈“开路结构”，所以当驱动MOS负载时，应接一个10K左右的上拉电阻，否则无法输出高电平。 当处于扩展方式时：P0口成为外部存储器提供低八位地址和数据的“复用总线” （此时不能作为通用的I/O端口）。 单片机采