第2章89C51单片机硬件结构和原理new课件.pptVIP

目 录 第一章 微机基础知识 第二章 89C51单片机的结构和原理 第三章 89C51指令系统 第四章 汇编语言程序设计知识 第五章 中断系统 第六章 定时器及应用 第七章 89C51串行口及通信技术 第八章 单片机小系统片外扩展 第九章 应用系统配置及接口技术 附录A 89C51指令系统表 参考资料 第二章 MCS-51单片机的结构和原理 §2.1 MCS-51单片机的结构 §2.1.1 MCS-51单片机的基本组成 §2.1.1 MCS-51单片机的基本组成 一、组成 一、组成 89C51单片机结构框图 如图2-1所示 一、组成 一、组成 一、组成 一、组成 一、组成 一、组成 一、组成 二、MCS-51系列单片机的性能 如表2-1所示。表中型号带“C”表示所用的是CMOS工艺，具有功耗低的优点。 MCS-51系列单片机的性能表 §2.1.2 MCS-51单片机内部结构 一、结构图 一、结构图 由 中央处理单元（CPU）、存储器（ROM及RAM）和I/O接口组成。 MCS-51单片机内部结构如 图2-2所示。 二、结构组成 （一）、中央处理单元（CPU） 1．运算器 1．运算器 （1）8位的ALU： 1．运算器 可对4位、8位、16位数据进行操作。 1．运算器 （2）8位累加器ACC（A）： 1．运算器 1．运算器 1．运算器 （5）布尔处理器(C)： 1．运算器 （6）2个8位暂存器(TMP1, TMP2)： 2．控制器 （1）程序计数器PC（16位） （1） 16位程序计数器（PC） 由两个8位计数器PCH、PCL组成。 PC是程序的字节地址计数器，PC内容为将要执行的指令地址。 改变PC内容，改变执行的流向。（中断、调用、复位等） （2）指令寄存器IR及指令译码器ID 由PC中的内容指定ROM地址，取出来的指令经IR送至ID 由ID对指令译码产生一定序列的控制信号，以执行指令所规定的操作。 （3）振荡器和定时电路 89C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英晶体和频率微调电容（2个30pF左右），其频率范围为1.2MHz~12MHz。 该信号作为89C51工作的基本节拍,即时间的最小单位。 （二）存储器 1、程序存储器（ROM） 1、程序存储器（ROM） 地址从0000H开始。 用于存放程序和表格常数。 2、数据存储器（RAM） 地址为00H～7FH。 用于存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓冲等。 这128B的RAM中有32个字节单元可指定为工作寄存器。 片内还有21个特殊功能寄存器（SFR），它们同128字节RAM统一编址，地址为80H～FFH。 （三）I/O接口 89C51有四个8位并行I/O接口P0～P3。 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。 2.2 MCS-51单片机引脚及其功能 §2.2.1 MCS-51单片机引脚 §2.2.1 89C51单片机引脚 89C51单片机引脚如图2-3所示。 §2.2.2 89C51单片机引脚功能 一、电源引脚：Vcc和Vss 二、时钟电路引脚：XTAL1和XTAL2 三、控制信号引脚RST、ALE、PSEN和EA 四、I/O端口P0、P1、P2和P3 一、电源引脚：Vcc和Vss 1．Vcc(40脚)：电源端，为+5V。 2．Vss(20脚)：接地端。 二、时钟电路引脚：XTAL1和XTAL2 XTAL2（18脚）：接外部晶体和微调电容的一端(P34) 在89C51 片内它是振荡电路反向放大器的输出端，振荡电路的频率就是晶体固有频率。 若需采用外部时钟电路时，该引脚输入外部时钟脉冲。 89C51/8031正常工作时，该引脚应有脉冲信号输出。 二、时钟电路引脚：XTAL1和XTAL2 XTAL1（19脚）：接外部晶体和微调电容的另一端 在片内它是振荡电路反向放大器的输入端 在采用外部时钟时，该引脚接地。 三、控制信号引脚： RST、ALE、PSEN和EA RST/VPD（9脚）： RST：复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持两个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。 三、控制信号引脚： RST、ALE、PSEN和EA RST/VPD（9脚）： VPD ：RST引脚的第二功能，备用电源输入端。当主电源Vcc 发生故障，降低到低电平规定值时，将+5V电源自动接入该引脚，为RAM提供备用电源，以保证RAM中的信息不丢失，使得复位后能继续正常运行。 三、控制信号引脚： RST、ALE、PSEN和EA ALE/PROG（30脚）： ALE：地址锁