第2章.89C51硬件结构和原理[new]详解.ppt

第2章 89C51单片机的结构和原理 2.1 89C51单片机的内部结构及特点 2.2 89C51单片机引脚及其功能 2.3 89C51单片机存储器配置 2.4 时针电路及89C51CPU时序 2.5 复位及复位电路 2.6 89C51的低功耗工作方式 （X） 2.7 输入/输出端口结构 2.1 89C51单片机的内部结构及特点 MCS-51单片机是由INTEL公司研发的。授权生产的公司有ATMEL、PHILIPS和SST等公司。（AT89C51，P89C51，STC89C51） 89C51芯片的特点是：低功耗、高性能、闪速可电改写的ROM、价格便宜。近年来得到极其广泛的应用。 2.1.1 89C51单片机组成原理 不同型号MCS-51单片机的CPU处理能力和指令系统 完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。 2.1.1 MCS-51单片机的基本组成 2.1.1 89C51单片机组成原理 2.1.2 MCS-51单片机内部结构 2.1.2 MCS-51单片机内部结构 各部分的功能： 一、中央处理单元（CPU） ? ACC：累加器 在指令系统中用助记符A来表示。它是最繁忙的一个8位特殊功能寄存器。 许多指令的操作数取自于ACC，许多运算的中间结果也存放在ACC中。 2. 控制器 包括：程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、振荡器及时钟电路。 二、存储器 1.程序存储器（ROM） 89C51、8751的片内ROM容量为4KB，地址从0000H开始，到0FFFH。用于存放程序和表格常数。 三、I/O接口 89C51有4个8位的并行接口，即：P0~P3。它们都是准双向口（为什么是准双向口？后面会解释）。每个端口各有8根I/O线，均可作输入/输出用。 89C51有1个可编程的全双工串行口，即RXD（引脚P3.0,接收）和TXD（引脚P3.1,发送). P0~P3口的4个锁存器同RAM统一编址，可以把I/O作为一般特殊功能寄存器来寻址（所谓“寻址”，就是寻找指令中操作数或操作数所在的地址）。 2.2 89C51单片机引脚及其功能 2.2 89C51单片机引脚及其功能 1．I/O口线功能 4个8位并行 I/O 接口引脚 P0.0～P0.7 、P1.0～P1.7 、 P2.0～P2.7 和 P3.0～P3.7。 除P1口外，其它为多功能引 脚，可自 动切换用 作数据总线、 地址总线、控制总线或I/O 接 口外部引脚。 点亮一个LED发光二极管 点亮一个LED发光二极管 限流电阻R1取值：150欧~3K 2.2 89C51单片机引脚及其功能 2．控制线 ALE/ PROG： ALE 地址锁存允许信号端。 CPU访问片外存储器时，该引脚输出信号作为锁存低8位地址的控制信号。 PROG是对片内带有4KB EPROM的8751编程写入时的编程脉冲输入端。 ?用示波器查看ALE端，若有脉冲信号输出，则说明89C51基本上是好的。 2．控制线 PSEN： 外部ROM读选通信号端。在访问片外ROM时（该引脚接片外ROM 的OE端），定时输出负脉冲作为读片外ROM的选通信号。 ?检查一个89C51最小系统上电后能否正常工作，可用示波器查看该引脚有无脉冲输出，若有，则说明基本上工作正常。 EA/VPP： EA程序存储器选择信号端。 VPP固化编程电源输入端(12V)。 2.2 89C51单片机引脚及其功能 当EA引脚接高电平（EA=1）时，CPU只访问片内ROM/EPROM，并执行片内程序存储器中的指令，当PC（程序计数器）的值超过0FFFH（89C51、8751为4KB）时，将自动转去执行片外ROM内的程序。 3. 复位： RST/VPD：复位信号端和后备电源输入端。 输入10ms以上高电平脉冲，单片机复位。 VPD使用后备电源，可实现掉电保护。 5. 外接晶振引脚 XTAL2 接外部晶振和微调电容的一端。若须采用外部时钟电路时，该引脚悬空。 ?要查看89C51的振荡电路是否工作，可用示波器查看该引脚有无脉冲信号输出，若有则说明振荡器工作正常。 XTAL1 接外部晶振和微调电容的另一端。若须采用外部时钟电路时，该引脚是外部时钟的输入端。 6. 输入/输出端口 ①P0口（P0.0~P0.7）：P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O端口。每一位口线能驱动8个LS型TTL负载。 当P0口作为输入口使用时，要先向端口写“1”。而作为输出口使用时则不需要。 P0口内部无上拉电阻，故当作为输出口使用，需输出高电平时，应加外部上拉电阻。 6. 输入/输出端口 P0口还是复用端口，当CPU访问片外存储器时， P