MCS系列单片机引脚功能.PPT

第二章 MCS-51系列单片机组成原理 2.1 MCS-51系列单片机内部结构 Intel公司推出的MCS-51系列单片机采用模块式结构，其基本型为8051，这一系列各种加强型单片机都是以8051为内核，增加一定的新功能后组成的，所以它们与8051完全兼容。8051是MCS-51系列单片机中较早的典型产品，它包括三种形式的芯片：8031、8051、8751。这三种形式的区别在于8031无片内ROM、8051有片内掩膜ROM、8751有片内EPROM。 图2-2 MCS-51内部结构图 1．微处理器 CPU由运算器和控制器组成。运算器（即算术逻辑单元ALU）负责执行所有的算术逻辑运算，控制器负责对指令代码进行译码，产生各种控制信号，从而完成指令操作。 2．输入/输出接口 8051内部共有4个双向8位并行I/O接口P0～P3，1个全双工串行接口（借用并口P3引脚）。通常P0口为数据/地址低8位分时复用，P1口为通用I/O接口，P2口为地址高8位，P3口为双功能接口，这4个并行口都具有内部锁存器。串行接口内带有缓冲器。 3．片内存储器 8051片内有128字节的静态随机存取存储器SDAM作为片内数据存储器使用，字节地址为00H～7FH。还有21个特殊功能寄存器（SFR），用于各种编程控制，字节地址为80H～FFH（占用其中21个地址）。 4．定时器/计数器 8051单片机片内具有两个16位加法计数器，分别为T0和T1。用于各种定时和对外部事件计数。 5．中断系统 8051单片机内的中断逻辑具有5个中断源，两个优先级。每个中断源都被设置了固定的入口地址，响应中断时能自动转到对应中断源的入口地址执行程序，使编程得到简化。 6．其他电路 8051单片机内部含有振荡电路，只需外接适当频率的晶体振荡器作为振荡源，振荡信号经内部电路整形作为单片机的主频信号。当然，也可用外部脉冲信号作为主频信号。 2.2 MCS-51系列单片机时序 2.2.1 机器周期的概念 MCS-51系列单片机中一个基本动作（如指令读操作码）至少需要两个时钟周期，这两个时钟周期分别称为两个时相（时钟相位）P1和P2，可以看成动作的基本单位，因此P1、P2合起来称为一个状态S。而执行一条指令至少需要6个状态，可以看成执行指令的基本单位，称为机器周期。所以存在如下关系： 1个机器周期=6个状态=24个时钟周期 MCS-51系列单片机的指令由1～4个机器周期组成。 2.2.2 典型指令的执行时序 书上图2-3给出了MCS-51系列单片机典型指令执行时序。图中以主频信号和ALE的输出作为参考信号。 2.3 MCS-51系列单片机引脚功能 MCS-51系列单片机大多数采用40引脚双列直插式（DIP）封装形式 ，采用 CHMOS 工艺制造的80C51/80C31还有44引脚的方形封装形式。 MCS-51引脚配置 MCS-51逻辑框图 2.3.1 I/O引脚和I/O端口 P0.7～P0.0：P0口是一个漏极开路型准双向I/O口。在访问外部存储器时，它是数据总线和地址总线低8位分时复用的接口；在EPROM编程时，它接收指令字节；在验证程序时，输出指令字节，并要求外接上拉电阻。 P1.7～P1.0：P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口，它是通用I/O端口。在EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。 P2.7～P2.0：P2口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时，它输出高8位地址；在对EPROM编程和程序验证时，它接收高8位地址。 P3.7～P3.0：P3口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口，它是双功能I/O端口。除基本输入/输出功能外，每个引脚还有专用功能，其专用引脚功能见书上表2-2所示。 2.3.2 复位引脚和复位电路 （1）复位功能RST：单片机的复位是靠外部电路实现的。在振荡信号正常运行情况下，只要RST引脚保持两个机器周期以上时间的高电平，系统就能复位。 （2）备用电源功能VPD：当Vcc掉电时，在Vcc下降到操作系统允许极限之前，RST/ VPD引脚接上备用电源，向内部RAM供电，这时系统处于一种低功耗方式。 1．复位引脚RST/VPD 图2-8 上电复位电路 2．复位电路 MCS-51系列单片机常见的外部复位电路有四种，如图2-8至图2-11所示。 图2-9 外部复位电路 图2-10 上电外部复位电路 图2-11 抗干扰复位电路 （a）实用的上电复位电路