[信息与通信]2- MCS-51单片机的结构及原理.ppt

第二章：MCS-51系列单片机的结构及原理; 2.1 MCS-51单片机的主要性能;中断系统：设有5个中断源； 系统扩展能力：可外接64K的 ROM 和64K的 RAM； 堆栈：设在RAM单元中，可以浮动既通过堆栈指针SP来确定堆栈的位置 布尔处理机：配合布尔运算的指令进行各种逻辑运算； 指令系统：111条指令。按功能可分为数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移和布尔操作5大类。 ;2.2 MCS-51单片机内部方框图;微型计算机与单片机在硬件结构上的比较;MCS-51系列芯片及制造工艺;2.3：MCS-51单片机的引脚定义;;1.主电源引脚 :Vcc(+5V--- 40脚)和Vss(GND 20脚); 2.外接晶体引脚：XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚），只要在这两脚之间接入一个晶体震荡器，单片机就可以以此晶体的频率开始工作。常用的晶体频率有0-24M，频率越高，单片机的工作速度就越快，但单片机的功耗就要增加。 3.控制或与电源复用引脚：RST/Vpd、ALE/PROG、/PSEN和Vdd RST/Vpd（9脚）：在系统上电震荡器开始工作时， 在内部加在此引脚上有一个两个时钟周期的高电平使单片机复位。但为了使系统复位可靠，建议外加 一个上电复位电路，延长复位的时间。当单片机掉点时，此引脚可以接入备用电源向单片机内部的RAM供电，以防止RAM中的数据丢失。 ;在复位状态下：所有SFR的内容全变为“0”， 端口输出“1”。RAM内容不变。;8 4 6 3 5 2 1 ;掉电保护原理及过程; ALE/PROG（30脚）：以一个不变的频率（系统时钟 fosc/6 )周期性输出正脉。 当单片机使用外部存储器时，此信号可作为低八位地址的锁存信。 对于EPROM型的单片机,此脚还是用于写程序时，输入编程脉冲。 /PSEN（29脚）：外部程序程序存储器的选通信号。当单片机使用外部程序存储器时，此脚在一个机器周期内产生两次负脉冲。注意，访问外部数据存储器时，此信号无效。 /EA / Vdd （31脚）：外部程序存储器的选择端控制端：当此脚加入“1”电平是，单片机使用内部的程序存储器；当EA加入低电平时，系统只使用外部的程序存储器。 但要特别注意：如果EA=1既使用单片机内部的程序存储器时，如果程序计数器PC的值超过0FFFH时，单片机将自动转向外部程序存储器1000H开始的单元。 对于EPROM型的单片机，此脚还是用于写程序时，加入21伏的编程电压。;4.并行输入输出端口引脚（P0-P3） P0.0 - P0.7 P0端口线(39-32脚)：输出能力最强的端口，可以带动8个TTL负载。驱动一个MOS负载时，应接一个10K左右的上拉电阻。如果系统使用外接存储器时，该口还作为地址（低八位）总线和数据总线，注意在这种情况下，P0口就不能通用的I/O端口。 P2.0 - P2.7 P1端口线(1 – 8脚)：负载能力为4个TTL负载。 P2.0 – P2.7 P2端口线(21 – 28脚)：通用I/O端口。 除了做通用I/O端口外，当系统使用外接存储器时，该口还作为地址（高八位）总线，在这种情况下，P0口就不能通用的I/O端口。负载能力为4个TTL。;P3.0 – P3.7 P3端口线 （10 – 17脚）： P3口除了做通用的I/O端口外，同时它还有第二功能），负载能力为4个TTL。; MCS-51单片机外型图（DIP封装） MCS-51单片机的逻辑符号图;2.4 MCS-51单片机的存储器的配置;2.4.0 MCS-51单片机的存储器的配置特点(89C51);从物理结构上单片机系统的存储器结构图（四个部分）;2.4.1 程序存储器(片内与片外);如果EA=1（使用片内的程序存储器时）： 程序从0000H开始执行。 注意：在这种情况下，如果程序计数器的指针PC值超过0FFFH（4K）时，单片机就要自动的转向片外的ROM存储器（尽管EA=1），且从片外ROM的1000H单元开始执行程序。但单片机是无法使用片外ROM的0000H-0FFFH这4K单元。;MCS-51单片机片内、外程序存储器的使用示意图;程序存储器六个特殊的单元;2.4.2 内部数据存储器RAM;MCS-51 片内 、片外 数据存储器示意图;片内RAM低 128B 字节功能分配图;片内 RAM（20H-2FH）中的位寻址区结构图;位寻址区内的地址是位地址。共有00-7FH（共128个位）； 要区分字节地址和位地址这两个不同的地址概念： 从物理的角度，每一个字节