第02章单片机的硬件结构.ppt

片内结构如图2-1所示: 如果按照功能划分，由如下功能部件组成： （1）微处理器（CPU）； （2）数据存储器（128B RAM）； （3）程序存储器（4KB FLASH ROM） （4）4个8位并行I/O口（P0-P3口）； （5）1个串行口； （6）2个16位定时器/计数器； （7）中断系统； （8）特殊功能寄存器（SFR） （9）1个看门狗定时器 （11）3个程序加密锁定位 与AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点： （1）增加在线可编程功能ISP（In System Program），字节和页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活； （2）数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程； （3）增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力； （4）增加断电标志； （5）增加掉电状态下的中断恢复模式。 下面介绍各功能部件： 1. CPU（微处理器）： 与通用的CPU概念相同，包括：运算器、控制器，只是增加了面向控制的处理功能。 2. 数据存储器（RAM）： 作用：存储运算期间的工作量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。 片内为128个字节（52系列的为256个字节）。需要时，最多可以外扩至64KB。 3. 程序存储器（ Flash ROM ）： 作用：存储程序。 4KB的Flash存储器（AT89S52 则为8KB；AT89C55片内20KB），如片内容量不够，片外可外扩至64KB 4.中断系统： 具有5个中断源，2级中断优先级。 5.定时器/计数器： 2个16位的定时器/计数器（52系列有3个），具有4种工作方式。 6.看门狗定时器WDT 当CPU由于干扰使程序陷入死循环或跑飞时，WDT可使程序恢复正常运行。 7.串行口： 1个全双工的串行口，具有4种工作方式。可以用来进行串行通信、扩展并行口、构成多机系统。 8. P0口、P1口、P2口、P3口： 为4个并行8位I/O口，其中P3口是多功能口。 9.特殊功能寄存器（SFR）： 共有26个，用于CPU对片内个功能件进行管理、控制、监视。是一个具有特殊功能的RAM区，由一些控制寄存器和状态寄存器组成。 2.2 AT89S51的引脚 40只引脚双列直插封装(DIP）。 44只引脚方形封装方式为（4只无用） 40只引脚按其功能来分，可分为3类： （1）电源及时钟引脚（4只）： Vcc、Vss； XTAL1、XTAL2； （2）控制引脚（4只）： /PSEN、(/EA)/VPP、ALE/(/PROG)、RESET（即RST）。 （3）I/O口引脚（32只）： P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。 2.2.1 电源及时钟引脚 （以DIP40封装方式为例） 1．电源引脚： 电源引脚接入单片机的工作电源。 （1）Vcc（40脚）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地； 2．时钟引脚： 其作用是为单片机提供时钟控制信号。有：内部时钟（外接晶振）、外部时钟（直接外接时钟信号）两种工作方式。 （1）XTAL1（19脚）：内部时钟工作方式时，该引脚外接晶振的一个引脚。外部时钟工作方式时，此引脚应接地。 （2） XTAL2 （18脚）：内部时钟工作方式时，该引脚外接晶振的另一个引脚。外部时钟工作方式时，此引脚直接与时钟振荡器的输出端连接。 2.2.2 控制引脚 提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。 （1）RST (9脚)： RESET是复位信号输入端，高电平有效。当单片机运行时，在此引脚加上持续时间大于2个机器周期（相当于24个时钟振荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。单片机正常工作时，此引脚的电位要≤0.5V。 （2）ALE/PROG（30脚）： ALE是本引脚的第一功能，输出为地址锁存允许信号。正常工作时，不断输出正脉冲信号，可以驱动8个LS型TTL负载。当单片机访问外部存储器（包括ROM与RAM）时，ALE输出信号的负跳沿用于使外部锁存器锁存单片机发出的低8位地址。 通过测量ALE端是否有脉冲输出，可以判断单片机的好与坏，但是该引脚不宜于作为时钟源或定时信号。 PROG为本引脚的第二功能。在对片内FLASH编程写入时，此引脚为编程脉冲输入端。一般使用者可以不关心。 （3）PSEN（29脚）： 程序存储器允许输出控制端。在单片机访问外部ROM时，此引脚输出脉冲负跳沿作为读外部ROM的选通信号。 （4）EA/VPP（31脚）： EA为内、外程序存储器选择