2.1MCS-51单片机的内部结构.ppt

* 第2章 单片机的结构与系统扩展 ——硬件 * 单片机系统结构 第2章 单片机的系统设计 * 电子计算机 * 微型计算机 单片微型计算机（Single Chip Microcomputer)： 也称微控制器，是一种把微处理器、半导体存储器、I/O接口和中断系统等集成在同一片集成电路上的微型计算机。MCS-51 单板微型计算机： 是一种把微处理器、半导体存储器、I/O接口和中断电路等芯片安装在同一块印刷电路板上的微型计算机。Z80 多板微型计算机： 把构成微型计算机的功能部件分别组装在多块印刷电路板上，并通过同一机箱内的总线插槽连成一体的微型计算机。 * 微型机系统 硬件 微型机系统 外围设备 过程控制I/O通道 A/D,D/A转换器 开关量等 外部设备 键盘、鼠标等输入设备 显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器 主 机 输入输出(I/O)接口电路 微处理器(CPU) 运算器(算术逻辑运算单元ALU) 控制器(控制单元CU) 寄存器阵列(RA) 内存储器 RAM, ROM, EPROM EEPROM等 系统软件 软件 用户（应用）软件 * MCS-51 家族 MCS-51 家族包括51和52两个子系列。 51子系列机包括8031、8051、8751、89C51等，主要差别在于片内集成不同类型的程序存储器 。 52子系列的产品主要有8032、8052、8752。 与51子系列的差别主要在于： 1.片内数据存储器由128B增至256B 2.片内程序存储器增至8KB（8032/80C32无） 3. I/O口功能增强（3个16位定时器/计数器，有6个中断源）。 其他性能均与5l子系列相同。其对应的低功耗CHMOS工艺器件分别为80C32、80C52和87C52。 * MCS-51 家族 （1）基本型 典型产品：8031/8051/8751 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工艺 适于电池供电或其它要求低功耗的场合。 （2）增强型 典型产品：8032/8052/8752 * ??中央处理器（CPU）； ???数据存储器（RAM）； ???程序存储器（ROM）； 2个l6位的定时器/计数器； 并行I/O口（32根I/O线，4个P口）； ? 外部存贮器寻址范围ROM、RAM各64K； ???全双工串行口； ???中断系统（ 5个中断源，2个中断优先级） 时钟电路。 8051的内部结构 * 微型计算机的总线结构 运 算 器 控 制 器 MCU ROM RAM I/O 外设 接口 CB AB DB * 1、地址线AB(16条)： 用来传送存储器所需要的地址码或外部设备的编号。通常由CPU发出。 2、数据线DB(8条)： 传送CPU到存储器或I/O设备的输出数据，或从存储器或I/O设备读入。双向传输。 3、控制/状态线CB(6条)： CPU发出的控制命令；存储器或外设的状态信息。 双向传输。 微型计算机的总线结构 * 单片机的内部结构 第2章 单片机的系统设计 * 单块集成电路芯片： CPU、存储器、I/O接口电路等 单片机的内部结构 * 中央处理器（CPU） （1）运算器：算术逻辑单元ALU （2）控制器：定时控制逻辑、指令寄存器IR、指令译码器ID 时序部件(时钟、脉冲分配器)、微操作控制部件 （3）专用寄存器组：程序计数器(PC)、累加器(A)、通用寄存器(B)、 程序状态字(PSW)、堆栈指针(SP)、数据指针(DPTR) * 算术逻辑部件——ALU ALU由三部分组成： 1、加法器 四则运算：加、减、乘、除 2、布尔处理器 与、或、非、异或、取反等 3、暂存器 TMP1、TMP2，对用户不开放 * 定时控制部件的控制作用 指令寄存器IR用于存放从程序存储器中取出的指令码，定时控制逻辑（指令译码器ID）用于对指令寄存器中的指令码进行译码，并在振荡器的配合下产生执行指令的时序脉冲，以完成相应的指令的执行。 * 专用寄存器组SFR ……有21个（8051） * 程序计数器PC 程序计数器PC(program counter)是一个二进制16位的程序