单片机技术 1.1MCS-51系列单片机结构 1.1 MCS-51系列单片机结构.ppt

国家开放大学 / 1.1 MCS-51单片机结构 1.1.1 8051单片机内部结构 1.1.2 8051单片机的引脚功能 1.1.3 单片机的工作原理 1.1.4 8051单片机基本电路 153-* 1.1 MCS-51系列单片机结构 随着大规模集成电路的出现和发展，芯片生产厂家把中央处理器CPU（Central Processing Unit）、随机存取内存RAM（Random Access Memory）、只读存储器ROM （Read Only Memory）、定时器/计数器以及I/O（Input/Output）接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片（硅片）上，形成芯片级计算机，称为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），简称为单片机，又称为微控制器MCU（Micro Controller Unit）。 153-* 虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了微型计算机的含义，只要再配置几个小元件，如电阻、电容、石英晶体、连接器等，即可构成一个完整的微型计算机，其内部结构如图1-1所示。 如图1-1 153-* 1.1.1 MCS-51单片机结构方框图 时钟电路 4KROM 程序存储器 256BRAM 数据存储器 2X16位 定时/计数器 CPU 处理器 64KB总线 扩展控制器 可编程I/O 端口P0-3 可编程 串行口 中断控制 （以8051单片机为例） 153-* 单片机的内部结构动画 8051单片机的基本组成 在一块芯片上集成了一个微型计算机的主要部件，它包括 以下几部分： 1个8位微处理器(CPU)。 1个时钟电路。 4KB程序存储器。 256B数据存储器。 2个16位定时/计数器。 64KB扩展总线控制电路。 4个8位并行I/O接口P0～P3。 1个全双工串行I/O接口。 5个中断源，其中包括2个优先级嵌套中断。 153-* MCS-51单片机的主要性能和特点 2.在MCS-51单片机中，包含有CPU、程序存储器ROM、数 据存储器RAM、定时/计数器、并行I/O端口、串行口、中断系 统等； 3.由于在设计理念上的不同，单片机内部包含的模块从性能 上一般要比通用机简单，这样使工程技术人员在使用、编程 和设计上非常简单、方便，也利于降低单片机的制造成本； 1.单片机具有计算机的基本特征，因此在其芯片内部包含着与通用计算机相同的基本部件和模块。由于其特殊性，在高档单片机中还包含了通用机所没有的一些特殊的电路模块（A/D、D/A、PWM等）； 153-* 1.1.2 8051单片机的引脚及功能 MCS-51单片机外型图（DIP封装） 87C51 EPROM型 AT89C51 ATMEL FLASH型 电源及控制 VCC RST XTAL1 P0口 XTAL2 /EA /PSEN ALE P1口 P3口 RXD TXD /INT0 /INT1 P2口 T0 T1 /WR /RD GND P3口 P1口 P0口 P2口 MCS-51单片机外型图（DIP封装） 逻辑符号图 153-* MCS-51单片机的封装形式有两种，一种是双列直插式(DIP)封装，另一种是方形封装。 8051的40个引脚可分为： 电源引脚2根 时钟引脚2根 控制引脚4根 I/O引脚32根 由于8051单片机是高性能的单片机，同时受到引脚数目的限制，所以有部分引脚具有第二功能。 1.1.2 8051单片机的引脚及功能 153-* 图1-3 QFP封装的8051单片机 图1-4 PLCC封装的8051单片机 153-* 图 1-5 DIP封装的8051单片机 采用PDIP40封装的8051单片机共有40个引脚，生产厂家为每个引脚规定了引脚序号以及对应的名称，并定义了每个引脚的功能。 153-* 8051单片机引脚图 DIP引脚图 逻辑符号 153-* Vcc(40脚):+5V Vss(20脚); GND 2、时钟引脚（2根） XTAL1（19脚）、 XTAL2（18脚） 在两脚之间接入一个晶体振 荡器，单片机就以此晶体的频 率开始工作。其频率范围为： 0～12M。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。 电源及控制 VCC RST XTAL1 P0口 XTAL2 /EA /PSEN ALE P1口 P3口 RXD TXD /INT0 /INT1 P2口 T0 T1 /WR /RD GND P3口 P1口 P0口 P2口 1、电源线（2条）: 153-* 3、控制引脚（4根）