第2章 89C51单片机单片机的硬件结构教材课程.ppt

第2章 89C51单片机单片机的硬件结构;2.1 89C51单片机的片内结构 片内结构如图2-1所示:;;由如下功能部件组成：对图2-1中的片内各部件做简单介绍。 1.CPU（微处理器） 2.数据存储器（RAM） 片内为128个字节（52子系列的为256个字节） 3.程序存储器（ROM/EPROM） 8031:无此部件； 8051:4K字节ROM； 8751:4K字节EPROM ； 89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K 字节闪存。 4. 4个并行可编程的8位I/O口 P1口、P2口、P3口、P0口 5. 串行口 1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。 ;6. 定时器/计数器 7. 中断系统 8. 特殊功能寄存器（SFR） 共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。 CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。 ;MCS-51系列单片机配置一览表; ;80C51：40个引脚双排直插DIP封装,大致可分为3类：电源及时钟、控制和I/O引脚。;1．电源引脚 （1）Vcc（40???）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地。 2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：接外部晶体，如果采用外接振荡器时，振荡器的输出应接到此引脚上。 （2）XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端或采用外接振荡器时悬空。;15～45pfx2;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)：复位与备用电源。 (2) EA*/VPP(Enable Address/Voltage Pulse of ProgRaming，31脚) EA*：为内外程序存储器选择控制端。 EA*=1，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。不管芯片内有否内ROM。对80C31芯片，片内无ROM，因此EA必须接地。 VPP：本引脚的第二功能。用于施加编程电压（例如+21V或+12V）。对89C51，加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。;(3) ALE/PROG*（30脚）：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 第一功能:ALE为地址锁存允许，用来锁存P0口送出的低8位地址,可驱动8个LS型TTL负载。 第二功能:PROG*为编程脉冲输入端,片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ;(4) PSEN* （29脚）：外部程序存储器的读选通信号(外ROM读选通信号)。或称：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的读控制端（OE）低有效,可驱动8个LS型TTL负载。; 89C51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）。;(1) P0口：当89C51扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P0口作为地址总线（低8位）及数据总线的分时复用端口。为双向I/O口。 也可作为通用的I/O口使用，但需加上拉电阻，这时为准双向口。当作为普通的I/O输入时，应先向端口的输出锁存器写入1。P0口可驱动8个LS型TTL负载。 (2) P1口：8位准双向I/O口，具有内部上拉电阻，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，具有内部上拉电阻，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，具有内部上拉电阻，可驱动4个LS型TTL负载。P3口还可提供第二功能，定义如表2-1所列，应熟记。 注意:准双向口与双向三态口的差别。 （1）当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”。 （2）准双向I/O口无高阻 “浮空”状态。; 2.3 89C51的CPU 由运算器和控制器所构成 2.3.1 运算器 1．算术逻辑运算单元ALU 进行算术、逻辑运算，还具有位操作功能 ;2．累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 累加器A的作用： （1）是ALU的输入之一，又是运算结果的存放单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。MCS-51增加了一部分可以不经过累加器的传送指令，即可加快数据的传送速度，又减少A的“瓶颈堵塞”现象。 A的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。 3．程序状态字寄存器PSW