微机原理与接口技术 第2章：51单片资源和性能.docVIP

51系列单片机系统结构 总体结构 51系列单片机一般的总体结构 MCS是Intel公司单片机的系列符号。Intel从1980年陆续推出了MCS-48、MCS-51、MCS-96系列单片机。MCS-51系列单既包括三个基本型8031、8051、8751，以及对应的低功耗型号80C31、8051、87C51，因而MCS-51特指Intel的这几种型号。 20世纪80年代中期以后，Intel以专利转让的形式把8051内核给了许多半导体厂家，如AMTEL、PHILIPS、ANANOG DEVICES、DALLAS等。这些厂家生产的芯片是MCS-51系列的兼容产品，准确地说是与MCS-51指令系统兼容的单片机。这些单片机与8051的系统结构（只要是指令系统）相同，采用CMOS工艺，因而常用80C51系列来称呼所有具有8051指令系统的单片机。 本教材从第四版开始采用目前应用最多的ATMEL公司的AT89C5X作为实例。 从图2-1可以看出各种单片机的一般结构： CPU+总线+存储器+接口电路（外围功能电路） 各种单片机具体型号间的差别仅在于存储器容量大小、接口电路种类数量！ AT89C52的总体结构 AT89C52的结构见教材图2-2。 AT89C51和 AT89C52的对比。 AT89C51 AT89C52 内部ROM 4KB 8KB 内部RAM 128B+21个字节的专用寄存器 256B+26个字节的专用寄存器 定时器 2个 3个 中断 5个 6个 CPU和指令 相同 串口功能 相同 并口数量 相同 51单片机的引脚 集成电路的封装 几十种形式： DIP（Dual-In-Line Package） 双列直插式封装 PQFP（Plastic Quad Flat Package） 塑料四方扁平封装 PLCC（Plastic Leadless Chip Carrier Package 塑料无引线芯片载体封装 51单片机常见40引脚DIP封装或QFP封装。 注意区分：元件逻辑图（逻辑符号）和元件封装图！ 51单片机组成 51单片机引脚浏览： 40引脚的基本分工——8根功能线，32根I/O线。 8根功能线 电源线2根：Vss（20脚）地线，Vcc（40脚）接＋5V； 晶振输入2根：XTAL1（19脚）XTAL2（18脚）接晶振两端； 控制复用4根： RST/Vpd（9脚）：复位端，高电平有效，HMOS单片机还可以接备用电源（旧教材P.51）。 ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许，以1/6主频固定振荡，用于地址锁存；对内含EPROM的单片机，写入程序时，此引脚输入编程允许脉冲。 PSEN（29脚）：外部程序存储器选通信号。 EA/VDD（31脚）：对内含ROM单片机，此引脚接高电平则从内部程序存储器开始访问，地址超出内部则访问外部ROM。对无内部ROM的单片机，EA接地，只访问外部ROM。对内含EPROM的单片机，编程时此引脚接21V编程电源。 32根I/O线 P0、P1、P2和P3共4个8位并行口，占用了32个引脚。 每个8位口可以整体8位使用，在程序中就是用P0、P1、P2、P3来表示。也可以按位使用，用P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、P3.0~P3.7分别表示每一根口线。 几乎所有口线都有双重身份（双功能=复用），根据线路连接和指令决定使用哪种功能。  存储器组织 四个物理空间： 三个逻辑空间： 访问指令 内部程序存储器（ROM） 内外统一的程序存储器 最大地址范围：0000～0FFFFH 自动访问 或MOVC 外部程序存储器（ROM） 内部数据存储器（RAM） 内部数据存储器，地址00～FFH 专用寄存器（特殊功能寄存器）SFR 以上两个区域有30多个单元可以按位访问，构成位地址空间 MOV 外部数据存储器（RAM） 外部数据存储器，最大地址范围：0000～0FFFFH MOVX 也有人说成5个逻辑空间： ROM空间 内RAM空间（、寄存器空间）（、位寻址空间） 外RAM空间 ROM和RAM的编址两种方法： 统一编址，从地址区别ROM或RAM空间，指令相同。（8086 CPU就是这种结构） 单独编址，ROM或RAM两套地址是重叠的，必须设计不同的指令。（51单片就是这种结构） 注意理解： 8086系统──ROM和RAM统一编址（MOV指令）——冯诺依曼结构 51单片──ROM和RAM单独编址（MOVC和MOVX指令）——哈佛结构 程序存储器 作用：存放固化程序（包括指令中的立即数）以及程序用到的表格常数