第二章硬件结构.ppt

2.1 MCS-51的硬件结构 2.2 MCS-51的引脚和功能 2.3 MCS-51的CPU 2.4 MCS-51存储器的结构 2.5 并行I/O端口的结构与操作 2.6 时钟电路与时序 2.7 复位操作和复位电路 介绍图2-1中的各功能部件： 1.CPU（微处理器）： 8位CPU，包括运算器、控制器，具有位处理功能。 2.数据存储器（RAM） 片内为128个字节（52子系列的为256个字节），最多外扩64Kbyte。 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。 最多外扩64Kbyte。 4.中断系统 ：5个中断源，2级中断优先级。 5.定时器/计数器 2个16位的定时器/计数器。 6. 串行口 1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。 7. P1口、P2口、P3口、P0口 为4个并行8位I/O口。 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。 2.2 MCS-51的引脚 40只引脚双列直插封装（DIP）。 44只引脚方形封装方式（4只无用） 40只引脚按功能分为3类： （1）电源及时钟引脚: Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。 （2）控制引脚： PSEN、EA 、ALE、RESET （即RST）。 （3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。 2.2.1 电源及时钟引脚 1．电源引脚 （1）Vcc（40脚）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地。 2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：接外部晶体的一端，如果采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。 （2）XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，如果采用外接晶体振荡器时，此引脚应接收时钟振荡器信号。 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（大于两个机器周期高电平）与备用电源。 (2) ALE/PROG（30脚）：第一功能ALE为地址锁存允许，可驱动8个LS型TTL负载。 PROG为本引脚的第二功能。为编程脉冲输入端。 (3) PSEN （29脚）：外部程序存储器的读选通信号。可以驱动8个LS型TTL负载。 (4) 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。 VPP为本引脚的第二功能。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。 2.2.3 I/O口引脚 (1) P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。 (2) P1口：8位准双向I/O口，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，可驱动4个LS型TTL负载。 注： 1.准双向一般只能用于数字输入输出，输入时为弱上拉状态（约50K上拉），端口只有两种状态：高或低。 2：双向除用于数字输入输出外还可用于模拟输入输出，模拟输入时端口通过方向控制设置成为高阻输入状态。双向端口有三种状态：高、低或高阻。 3：初始状态和复位状态下准双向口为1,双向口为高阻状态.有带些比较器的单片机,比较器的输入端只能做在双向口,不能做在准双向口.所以软件设计的第一步就是对 I/O 口的设置. 标准51内核单片机的IO口，P0口则为双向三态输入输出口，P1\P2\P3是准双向IO口，没有方向控制，做输入时需要先往端口数据寄存器写1才行(也可看作此时为输出，端口输出高电平）。 (4) P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。 注意:准双向口与双向三态口的差别。 当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”。 准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。 2.3 MCS-51的CPU 由运算器和控制器所构成 2.3.1 运算器 对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。 1．算术逻辑运算单元ALU 2．累加器A 使用最频繁