MCS-51单片机结构.ppt

单片机原理、接口及应用 内 容 提 要 ★MCS-51单片机内部结构 ★存 储 器 ★特殊功能寄存器 ★时钟电路与复位电路 ★引脚功能 2.1 MCS-51单片机内部结构 一、概述 MCS-51系列单片机有多种型号的产品，可分为： 1、基本型（51子系列） 8051、8031、8751、89C51、89S51等。 2、增强型（52子系列） 8032、8052、8752、89C52、89S52等。 它们的内核是一样的，其主要差别反映在存储器的配置和I/0接口上。 结论： 8031片内没有程序存储器 8051内部设有4KB的掩模ROM程序存储器 8751是将8051片内的ROM换成EPROM 89C51则换成4KB的闪速EEPROM 89S51结构同89C51， 4KB的闪速EEPROM可在线编程 增强型的存储容量为普通型的一倍 二、单片机的硬件结构 2.1.2 CPU CPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。 1. 运算器 运算器的功能是进行： （1）算术运算：加、减、乘、除、加1、减1、比较、BCD码十进制调整等 （2）逻辑运算：与、或、异或、求反、循环等逻辑操作 （3）位操作：内部有布尔处理器，它以进位标志位C为位累加器，用来处理位操作。可对位置 “1”、对位清零 、位判断等。操作结果的状态信息送至状态寄存PSW。 硬件包括：8位的ALU，8位的暂存器1、暂存器2，8位的ACC、寄存器B和程序状态寄存器PSW。 ALU：可对4位（半字节）、 8位（1字节）和16位（2字节）数据进行操作。 ACC：数据传送的中转站和数据运算的输入端和输出端，是最繁忙的寄存器，用助记符A表示。 PSW：程序状态寄存器，8位，用于标识指令执行后的信息状态，相当于标志寄存器，PSW各位状态供程序查询和判别用。 暂存器1、2：用于存放进行算术运算和逻辑运算的操作数。 B寄存器：8为寄存器，乘除运算是，B寄存器用来存放一个操作数，也用来存放运算后的一部分结果；若不作乘除运算，则可作为通用寄存器使用。 布尔处理器：位操作。 2.2 引脚功能 各个引脚的功能说明如下： Vss:接地端。 Vcc:电源端，接+5V。 XTAL1，XTAL2: 接外部晶体或外部时钟。 RST/VPD：①复位信号输入。 ②具有掉电保护功能芯片（80CX1）用作备用电源输入端，当VCC掉电后降低到低电平规定值时，该脚将为RAM提供备用电源，在低功耗条件下保持内部RAM中的数据。 44只引脚方形封装方式（4只无用） ALE/PROG： ①ALE （Address locked enable）地址锁存允许。 访问外部存储器时，ALE为低8位地址锁存允许输出信号端。ALE输出脉冲的频率为振荡频率的1/6。 ②PROG 对8751单片机片内 EPROM 编程时，编程脉冲由该引脚引入。 （3）用示波器查看ALE检查单片机好坏。 PSEN：程序存储器允许。输出读外部程序存储器的选通信号。 EA/VPP： ① EA =0，单片机只访问外部程序存储器。 EA =1，单片机访问内部程序存储器。 ②在8751单片机片内EPROM编程期间，此引脚引入21V编程电源VPP。 在增强型的52系列单片机中，P1.0、P1.1除为端口线外，还为定时/计数器2的外部引脚 T2和T2EX。 P0.0～P0.7：P0口，数据/低八位地址复用总线端口。 P1.0～P1.7：P1口，静态通用端口。 P2.0～P2.7：P2口，高八位地址总线端口。 P3.0～P3.7：P3口，双功能静态端口。 2.2 存 储 器 一、概述 1、作用 ：用于存储程序和数据 2、物理结构上分：程序存储器和数据存储器（包括片内和片外） 程序存储器用来存放程序和始终要保留的常数。 数据存储器存放程序运行中所需要的常数和变量。 3、地址空间结构：普林斯顿结构和哈佛结构 普林斯顿结构：ROM和RAM 安排在同一地址空间，使用相同的指令访问。如：8086、奔腾系列CPU 哈佛结构：ROM和RAM地址空间分开，两者可以有相同的地址。如8XX51单片机。 从物理空间看,MCS-51有6个存储器地址空间： （1）片内程序存储器 8031无内部ROM；其他一般为4kB/8kB （2）片外程序存储器 64kB ROM （3）片内数据存储器 128B/256B RAM （4）片外数据存储器 64kB RAM （5）特殊功能寄存器（SFR） 21个/