AT89C51单片机的结构《单片机》教材课程.ppt

2018-5-19 1 第2章 AT89C51单片机的结构 2.1 AT89C51单片机的基本结构 2.2 AT89C51单片机的存储器配置 2.3 AT89C51的时钟电路与CPU时序 2.4 AT89C51复位与复位电路 2.5 AT89C51单片机的最小系统 2 2018-5-19 2. 1 AT89C51单片机的基本结构 AT89C51是具有MCS-51内核、片内带有4KB的flash ROM的单片机，图2-1为AT89C51基本结构示意图。 从图中可以看出，单片机有一条内部总线，各个功能模块都挂在这条总线上，通过内部总线传送数据信息和控制信息。AT89C51主要由以下部件组成。 3 2018-5-19 AT89C51单片机基本结构示意图 4 2018-5-19 5 2018-5-19 AT89C51主要组成部件 1．CPU CPU是单片机的核心部分，CPU包括两个基本部分：运算器和控制器。 （1）运算器 运算器即算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Uint），是进行算术或逻辑运算的部件，可以对半字节 （4位）和单字节 （8位）数据进行操作。例如可实现加、减、乘、除等算术运算和与、或、异或、取反、移位等逻辑运算。操作的结果一般送回累加器 ACC （Accumulator），而其状态信息送至程序状态寄存器PSW（Program Status Word）。 （2）控制器 控制器是用来控制计算机工作的部件。控制器接收来自存储器的指令，进行译码，并通过定时和控制电路，在规定时刻发出指令所需的各种控制信息和CPU外部所需的各种控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的操作。 6 2018-5-19 2．内部数据存储器 2．内部数据存储器 AT89C51芯片内共有256B（地址为：00H~FFH）的数据存储器，其中高128B（地址为：80H~FFH）被专用寄存器占用，能作为寄存器供用户使用的只是低128B（地址为：00H~7FH），用于存放可读写的数据，如程序执行过程中的变量。 7 2018-5-19 3．内部程序存储器 AT89C51共有4KB（地址为：0000H~0FFFH）的flash程序存储器，用于存放程序、原始数据或表格常数。 4．定时/计数器 AT89C51共有两个16位的定时/计数器，每个定时/计数器都可以设置成计数方式，用于对外部事件进行计数；也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现对单片机运行的控制。 8 2018-5-19 5．并行I/O口 AT89C51共有4个8位的I/O口（P0、Pl、P2、P3）。每个8位的口，既可用作输入口，也可用作输出口，每个口即可以8位同步读写，又可对每一位进行单独的操作，十分的方便。 6．串行口 AT89C51单片机有一个全双工的串行接口，以实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。 10 2018-5-19 2.1.2 AT89C51单片机的引脚功能 AT89C51单片机采用40脚双列直插式的DIP40封装，还提供较小尺寸表面封装形式的PQFP/TQFP44，其引脚排列如图2-2所示。为使结构更加紧凑，单片机的许多引脚具有双重功能。 11 2018-5-19 12 2018-5-19 13 2018-5-19 引脚功能 40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 14 2018-5-19 ⒈ 电源: ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊ 控制线:控制线共有4根， ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 ② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。 ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。 ① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ① EA功能：内外ROM选择端。 ② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 15 2018-5-19 ⒋ I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。 P3.0 —— RXD：串行口输入端； P3.1 —— TXD：串行