MCS-51系列单片机的系统结构.ppt

MCS-51系列单片机的系统结构 2.1 内部结构与引脚功能 2.2 并行I/O口 2.3 存储器的组织结构 2.4 MCS-51时钟电路与复位电路 2.5 MCS－51的典型时序  2.6 89S51芯片的节电方式    2.1 内部结构与引脚功能 一、89S51单片机的内部结构 1．内部结构框图 89S51芯片的内部结构框图如下图所示。 二、芯片引脚功能 89S51的DIP（双列直插）封装芯片共有40个引脚，采用引脚复用技术。 各引脚功能： 1.工作电源引脚 Vcc 端:接电源。 Vss 端:接地。 工作电压范围：4.0~5.5V。 2.晶振引脚 XTAL1:芯片内部振荡电路输入端。 XTAL2:芯片内部振荡电路输出端。 当外接晶振时,XTAL1和XTAL2 各接晶振的一端。 3.I/O引脚 P0.0～ P0.7:P0口8位双向口线。第一功能为基本输入/ 输出,第二功能是在系统扩展时提供数据总线和作为低8位地址总线。 P1.0～ P1.7:P1口8位双向口线,用于完成8位数据的并行输入/ 输出。 P2.0～ P2.7:P2口8位双向口线。第一功能为基本输入/输出,第二功能是在系统扩展时作为高8位地址总线使用。 P3.0～ P3.7:P3口8位双向口线。它是一个双功能口,即P3口的每一条口线都具有第二功能，其功能见表2.1。 4.控制引脚 :地址锁存控制/片内EPROM 编程脉冲输入信号。 RST/VPD:复位信号/备用电源输入。 :访问外部程序存储器控制信号/片内EPROM 编程电源输入。 :外部程序存储器选通信号。 表2.1 2.2 并行I/O口 见动画三并行I/O口结构及工作过程。 2.3 存储器的组织结构 MCS - 51 系列单片机系统中有五种存储器,它们分别是片内 RAM、片外RAM、片内ROM、片外ROM 和片内特殊功能寄存 器(SFR)。将这5种存储器编排在3个地址空间,即程序存储器空 间、片内数据存储器空间、片外数据存储器空间。不同的存储 空间访问使用不同的指令，因此不会引起访问空间错误。存储 器空间分配情况如下图所示。 一、程序存储器空间 程序存储器可寻址的地址空间为64K字节，它包括片内ROM和片外ROM。MCS-51系列单片机中，有的芯片有片内程序存储器（如89S51），有的芯片内没有程序存储器（如8031）。无论片内ROM的容量为多少，片外都可以再扩展64KB的ROM。 如何分配这些地址空间？下面以89S51为例介绍。 89S51片内有4 KB ROM，片外还可以扩展64 KB ROM。片内4 KB ROM和片外低4 KB ROM地址重复， 分配的地址空间为0000H~0FFFH。由 引脚输入的信 号决定是使用片内ROM还是片外ROM。当 =1，使用 的是片内ROM；当 =0，使用的是片外ROM。地址空 间为1000H~FFFFH对应的是60 KB片外程序存储器。 8031的 引脚必须接地。（89S51芯片） 单片机是如何 自动执行程序的？ 这其中有一个重要 的硬件设置——程 序计数器PC。PC 是一个能自动加1 的寄存器，它存放 着程序执行的当前 地址，即由它指示 程序执行的位置。 二、片内数据存储器空间 1.内部RAM 89S51芯片内部含有128B的 RAM，其地址为00H~7FH。按用途 可分为三个部分：工作寄存器区、 位寻址区和一般RAM区。 工作寄存器区的作用是用于存放操作数以及指令 执行的中间结果。CPU任意时刻只能用一组通用寄存 器，并称之为当前寄存器组。单片机复位时系统默认 第0组寄存器为当前工作寄存器，但CPU可以通过对程 序状态字PSW中的RS1和RS0两个位状态的设置，来决 定使用哪一组寄存器。 位寻址的16个单元中的每一个位都有一个位地址， 都可以对其任意进行单独操作（位寻址）。 一般把堆栈设置在一般RAM区中。 2.特殊功能寄存器（SFR） 典型的MCS-51单片机共有21个特殊功能寄存器（SFR），分 散地分布在80H～0FFH地址空间内。下面是五种常用的特殊功 能寄存器。