第2章单的片机硬件结构.ppt

由如下功能部件组成： （1）微处理器（CPU）； （2）数据存储器（RAM）； （3）程序存储器（ROM/EPROM），8031没有此部件； （4）4个8位并行I/O口（P0口、P1口、P2口、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） 2.2 MCS-51的引脚 40只引脚双列直插封装（DIP）。 40只引脚按其功能来分，可分为3类： （1）电源及时钟引脚: Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。 （2）控制引脚： /PSEN、/EA、ALE、RESET （即RST）。 （3）I/O口引脚：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 1．电源引脚 （1）Vcc（40脚）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地。 2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：如果采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。 （2） XTAL2 （18脚）：接外部晶体的另一端。 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/VPD(9脚) (2) ALE/PROG*（30脚）端可以驱动8个LS型TTL负载。 PROG*为本引脚的第二功能。为编程脉冲输入端。 (3) PSEN* （29脚） 读外部程序存储器的选通信号。可以驱动8个LS型TTL负 载。 (4)EA*/VPP (31脚) EA*为内外程序存储器选择控制端。 EA*=1，单片机访问片内程序存储器，但在PC（程序计 数器）值超过0FFFH（对于8051、8751）时，即超出片内 程序存储器的4K字节地址范围时，将自动转向执行外部 程序存储器内的程序。 EA*=0，单片机则只访问外部程序存储 器。 VPP为本引脚的第二功能。用于施加较高的编程电压（例如 +21V或+12V）。对于89C51，则加在VPP脚的编程电压为 +12V或+5V。 2.2.3 I/O口引脚 (1) P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分 时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。 (2) P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。 (3) P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS 型TTL负载。 (4) P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。 要特别注意准双向口与双向三态口的差别。 当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”，另外准双向I/O 口无高阻的“浮空”状态。 2.3 MCS-51的CPU 由运算器和控制器所构成 2.3.1 运算器 对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。 算术逻辑运算单元ALU 累加器 A 寄存器 B 程序状态字寄存器PSW 布尔处理机 1．算术逻辑运算单元ALU 算术逻辑单元不仅能完成8位二进制的加、减、乘、除、加1、减1及BCD加法的十进制调整等算术运算，还能对8位变量进行逻辑“与”、“或”、“异或”、循环移位、求补、清零等逻辑运算，并具有数据传输、程序转移等功能。 累加器(ACC,简称累加器A)为一个8位寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器。进入ALU作算术和逻辑运算的操作数多来自于A，运算结果也常送回A保存。寄存器B是为ALU进行乘除法运算而设置的。若不作乘除运算时，则可作为通用寄存器使用。 3．程序状态字寄存器PSW （1）Cy（PSW.7）进位标志位 （2）Ac(PSW.6)辅助进位标志位 （3）F0（PSW.5）标志位 由用户使用的一个状态标志位。 （4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）--4组工作寄存器区选 择控制位1和位0。 2.3.2 控制器 控制器就是指挥单片机各个部分协调工作的部件，它主要包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器和时序控制逻辑电路等。 1．程序计数器PC（Program Counter） 存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。程序计数器PC中内容的变化决定程序的流程，宽度决定了单片机对程序存储器可以直接寻找的范围。 2．指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑电路 2.4 MCS-51存储器