第二章单片机的基本结构与工作原理祥解.ppt

第二章 单片机的基本结构与工作原理 1. 单片机的基本组成（知道） 2. 80C51的引脚功能（记忆）和结构框图 3. 80C51 CPU的结构和特点（重点） 4. 存储器结构和地址空间（重点、难点） 5. 布尔处理器（知道） 6. 80C51 单片机的工作方式（了解） §2.1单片机的基本组成 一、 80C51系列典型产品配置 由表可见： （1）增强型与基本型在以下几点不同： ﹡片内ROM字节数：从4K增加到8K； ﹡片内RAM字节数：从128增加到256； ﹡定时/计数器从2个增加到3个； ﹡中断源由5个增加到6个。 （2）片内ROM的配置形式： ﹡无ROM（即ROMLess）型，应用时要在片外扩展程序存储器； ﹡掩膜ROM（即MaskROM）型，用户程序由芯片生产厂写入； ﹡ EPROM型，用户程序通过写入装置写入，通过紫外线照射擦除； ﹡ FlashROM型，用户程序可以电写入或擦除（当前常用方式）。 还有OTPROM型（一次性编程写入ROM） 产品，具有较高的环境适应性和可靠性。 二、80C51的基本结构 一个8位CPU； 128byte(256byte)数据存储器； 4Kbyte(8K)程序存储器 四个8-bit并行I/O端口； 一个可编程串行接口； 两(3)个16位定时/计数器； 一个时钟、时序电路； 64Kbyte扩展总线控制电路； 中断控制器 1. 中央处理器CPU CPU即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制操作，CPU由运算器和控制器两部分电路组成。 单片机的CPU和通用微处理器基本相同，只是增设了“面向控制”的处理功能，例如：位处理，查表，增强了实时性。 2. 存储器 80C51系列单片机的存储器包括数据存储器和程序存储器，其主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是相互独立的，物理结构也不相同。 (1)128个字节的片内数据存储器RAM，其片外数据存储器的寻址范围64K，用于存放可读写的数据，如运算的中间结果或最终结果。 (2)4KB的片内程序只读存储器ROM或EPROM。其片外可寻址范围为64KB，用于存放已编制的程序，也可以存放一些原始数据和表格。 (3) 21【18】个SFR（128字节） 它用于控制和管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。 3. 并行I/O口 80C51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2和P3），每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个TTL门电路，P1、P2和P3口为准双向口，负载能力为4个TTL门电路。 4. 串行I/O口 80C51单片机具有一个采用通用异步工作方式的全双工串行通信接口【单工、半双工、全双工】，可以同时发送和接收数据。 5. 定时器/计数器 80C51单片机片内有两个16位的定时/计数器，即定时器0和定时器1。它们可以用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。 6. 中断控制器 80C51共有5个中断源，即外部中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个。常用于实时控制、故障自动处理、计算机与外设间传送数据及人－机对话等。 7. 总线 以上所有组成部分都是通过总线连接起来，从而构成一个完整的单片机。系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的，总线结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和可靠性。 §2.2 80C51的引脚功能和结构框图 一、80C51封装形式 二、单片机外部引脚说明 1. 主电源引脚Vcc和Vss VCC（40脚）: 接+5 V电源正端; VSS（20脚）: 接+5 V电源地端。 2. 外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1（19脚）: 接外部石英晶体的一端。在单片机内部, 它是一个反相放大器的输入端, 这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部时钟时, 对于HMOS单片机, 该引脚接地; 对于CHMOS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。 XTAL2（18脚）： 接外部晶体的另一端。在单片机内部, 接至片内振荡器的反相放大器的输出端。 当采用外部时钟时, 对于HMOS单片机, 该引脚作为外部振荡信号的输入端; 对于CHMOS芯片, 该引脚悬空不接。 （3）PSEN*（29脚）: 片外程序存储器读选通信号输出端, 低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期PSEN*两次有效，以通过数据总线口读回指令或常数。当访问外部数据存储器期间，PSEN*信号将不出现。 （4）EA*/ VPP（31脚）:为访问外部程序存储器控制信号, 低电平有效。