概述MCS单片机结构和原理并行输入输出口.ppt

1.1 概 述 1.1.1 单片机及单片机应用系统 1. 微型计算机及微型计算机系统 微型计算机（Microcomputer）简称微机，是计算机的一个重要分类。人们通常按照计算机的体积、性能和应用范围等条件，将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。微型计算机不但具有其它计算机快速、精确、程序控制等特点，最突出的是它还具有体积小、重量轻、功耗低、价格便宜等优点。个人计算机简称PC（Personal Computer）机，是微型计算机中应用最为广泛的一种，也是近年来计算机领域中发展最快的一个分支。由于PC机在性能和价格方面适合个人用户购买和使用，目前，它已经像普通家电一样深入到了家庭和社会生活的各个方面。 微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。其中，运算器和控制器一般做在一个集成芯片上，统称中央处理单元（Central Processing Unit），简称CPU，是微机的核心部件。CPU配上存放程序和数据的存储器、输入/输出（Input/Output，简称I/O）接口电路以及外部设备即构成微机的硬件系统。 软件系统是微机系统所使用的各种程序的总称。人们通过它对整机进行控制并与微机系统进行信息交换，使微机按照人的意图完成预定的任务。 ? 软件系统与硬件系统共同构成完整的微机系统，两者辅相成，缺一不可。 微型计算机系统组成示意图如图1.1所示。 ? 图1.1 微型计算机系统组成示意图 下面把组成计算机的5个基本部件作简单说明。 1) 运算器 运算器是计算机的运算部件，用于实现算术和逻辑运算。计算机的数据运算和处理都在这里进行。 2) 控制器 控制器是计算机的指挥控制部件，它控制计算机各部分自动、协调地工作。运算器和控制器是计算机的核心部分，常把它们合在一起称之为中央处理器，简称CPU。 3) 存储器 存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器又分为内存储器和外存储器。实训中使用的EPROM2764便是存贮器。 4) 输入设备 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中，如键盘等。 5) 输出设备 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果，以用户需要的形式显示或打印出来，如显示器、打印机等。 通常把外存储器、输入设备和输出设备合在一起称之为计算机的外部设备，简称“外设”。 2．单片微型计算机 单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、随机存取存储器RAM（Random Access Memory）、只读存储器ROM（Read-only Memory）、基本输入/输出(Input/Output)接口电路、定 时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的基本功能。单片机内部结构示意图如图1.2所示。 图1.2 单片机内部结构示意图 ? 单片机实质上是一个芯片。在实际应用中，通常很难将单片机直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。 3．单片机应用系统及组成 单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显 示、控制等外围电路和软件，能实现一种或多种功能的实用系统。本书的实训电路板也是一个单片机的应用系统，它除了有单片机芯片以外，还有许多的外围电路，如果再配以后续章节所讲的一系列的实训程序，便可以完成很多功能。所以说，单片机应用系统是由硬件和软件组成的，硬件是应用系统的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可。单片机应用系统的组成如图1.3所示。 图1.3 单片机应用系统的组成 1.1.2 MCS-51单片机系列 尽管各类单片机很多，但无论是从世界范围或是从全国范围来看，使用最为广泛的应属MCS-51单片机。 基于这一事实，本书以应用最为广泛的MCS-51系列8位单片机（8031、8051、8751等）为研究对象，介绍单片机的硬件结构、工作原理及应用系统的设计。 MCS-51单片机系列共有十几种芯片，如表1.1所示。 表1.1 MCS-51系列单片机分类表 表中列出了MCS-51单片机系列的芯片型号，以及它们的