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第二部分第三章 单片机的结构及原理 3.1.1 MCS-51单片机的结构 MCS-51内部结构框图 AT89S51单片机的主要性能和特点 8位中央处理器（CPU） ； 内部程序存储器ROM ：4K的存储容量； 内部数据存储器RAM：128B的RAM+21B的SFR； 寄存器：设4个寄存器区，各区有R0～R7八个工作寄存器； 4个8位并行输入输出端口：P0、P1、P2和P3； 定时/计数器：2个16位的定时/计数器； 串行口：全双工的端口（RXD：接收端，TXD发送端）； 中断系统：设有5个中断源； 系统扩展能力：可外接64K的 ROM 和64K的 RAM； 堆栈：设在RAM单元中，可以浮动既通过堆栈指针SP来确定堆栈的位置（堆栈是一种数据管理方法）； 布尔处理机：配合布尔运算的指令进行各种逻辑运算； 指令系统：111条指令。按功能可分为5大类。 有： 数据传送； 算术运算； 逻辑运算； 控制转移； 布尔操作。 3.1.2 MCS-51单片机的引脚定义 AT89S51有三种封装形式： a. 40脚的双列直插DIP-40封装； b. 44脚的PLCC-44方型封装。 c. 44脚的PQFP-44表贴方型封装。 MCS-51单片机外型图（DIP封装） MCS-51单片机的原理图 引脚功能介绍 1，主电源引脚 :Vcc(+5V--- 40脚) 和Vss(GND --- 20脚); 晶振引脚：XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）晶振全程晶体振荡器，好比单片机工作的心脏。晶振频率范围0-40M。频率越高单片机的工作速度就越快，但单片机的功耗就要增加。51单片机可采用无源晶振或有源晶振。 3，控制线（4条）： RST / Vpd （第9脚）： ①单片机复位输入端，高电平有效。通过在该以脚上施加高电平，使系统达到复位的目的。 另外在系统上电震荡器开始工作时， 单片机内部加在此引脚上有一个两个时钟周期的高电平使单片机复位，但是为了时整个单片机系统能够可靠复位，一般还需要外加复位电路（如下页图）。 ②备用电压输入端。当单片机的电源引故障而下降到某一个值时，RST/VPD上的电源可自动与片内RAM连接以确保信息不丢失。 ALE/PROG（第30脚）： ①以一个不变的频率（系统时钟 fosc/6 )周期性输出正脉冲。 当单片机使用外部存储器时，此信号作为低八位地址的锁存信号。 ②对于EPROM型的单片机,此脚还是用于烧写程序（编程）时，输入编程脉冲。 /PSEN（29脚）： 外部程序存储器的选通信号。当单片机使用外部程序存储器时，此脚在一个机器周期内产生两次负脉冲。 注意：访问外部数据存储器时，此信号无效。由于现在片内的程序存储器基本已够使用，所以不再使用该脚。 /EA / Vdd （31脚）： ①外部程序存储器的选择控制输入端： 当/EA=“1”电平时，单片机使用内部的程序存储器； 当/EA=“0”电平时，系统使用外部的程序存储器。 【但要特别注意】：如果/EA=1，既使用单片机内部的程序存储器时，如果程序计数器PC的值超过0FFFH（4K）时，单片机将自动转向外部程序存储器，且从1000H单元开始执行程序。 ②对于EPROM型的单片机，此脚还是用于写程序时，加入12伏的编程电压。 4，并行输入输出端口引脚（P0-P3） （1）P0.0 - P0.7 P0端口线(39-32脚)： ①输出能力最强的I/O端口，可以带动8个TTL负载。驱动MOS负载时，应接一个10K左右的上拉电阻。 ②如果系统使用外接存储器时，该口还作为低八位地址和数据的复用总线。在这种情况下，P0口不再作I/O端口。 LSTTL负载：我们通常把100uA的输入电流定义为一个TTL负载，即1个LSTTL负载＝100uA。 3.2 CPU的工作原理（P36） 中央处理器CPU是单片微机内部的核心部件，主要包括运算器、控制器和工作寄存器及时序电路。 一、控制器 控制器是用来控制计算机工作的部件，包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器、堆栈指针、数据指针、时钟发生器和定时控制逻辑。 控制器的功能是：从程序存储器读取指令代码，暂存到指令寄存器，由指令译码器进行译码，并通过定时和控制电路，在规定时刻发出指令操作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。 3.2.3 单片机执行程序的过程 请仔细阅读P