第二章 MCS-51单片机的结构和原理.pptVIP

第二章 MCS-51单片机的结构和原理 2.1 MCS-51单片机的结构 2.2 MCS-51单片机的引脚及其功能 2.3 8051存储器配置 2.4 CPU时序 2.5 复位及其复位电路 2.6 输入输出端口结构 2.1 MCS-51单片机的结构 MCS-51系列单片机都是以Intel公司最早的典型产品8051为核心，增加了一定的功能部件后构成的，因此，本章以8051为主介绍MCS-51系列单片机 。 2.1.1 MCS-51单片机的基本组成 MCS-51单片机的组成： CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器）、I/O口(串口、并口）、内部总线 和中断系统等。组成框图如下： （1）8位CPU。 （2）布尔代数处理器，具有位寻址能力。 （3）128B内部RAM数据存储器，21个专用寄存器。 （4）4KB内部掩膜ROM程序存储器。 （5）2个16位可编程定时器/计数器。 （6）32个（4×8位）双向可独立寻址的I/O口。 （7）1个全双工UART（异步串行通信口）。 （8）5个中断源、两级中断优先级的中断控制器。 （9）时钟电路，外接晶振和电容可产生1.2MHz～12 MHz的时钟频率。 （10）外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB。 （11）111条指令，大部分为单字节指令。 （12）单一+5V电源供电，双列直插40引脚DIP封装。 2.1.2 MCS-51单片机内部结构 1.运算器 2.控制器 2.2 MCS-51单片机引脚 及其功能 1．电源引脚 Vss：接地引脚。 VCC：正电源引脚。接＋5V电源。 2.XTAL1和XTAL2 3．控制信号引脚 （1）RST/VPD （2）ALE/ 地址锁存允许/编程引脚。当访问外部程序存储器时，ALE的输出用于锁存地址的低位字节，以便P0口实现地址/数据复用。当不访问外部程序存储器时，ALE端将输出一个1/6时钟频率的正脉冲信号。 ALE/ 是复用引脚，其第二功能是对EPROM型芯片（如8751）进行编程 写入（固化程序）时，作为编程脉冲输入端。 （3） /VPP （4）/PSEN端 / PSEN：程序存储允许输出信号端 片外ROM选通线。在执行访问片外ROM的指令MOVC时，8051自动在/PSEN引脚产生一个负脉冲，用于对片外ROM的选通。 /PSEN有效，即允许读ROM中的指令码 。 4．I/O端口 （1）P0口（ P0.0～P0.7 ） （2）P1口（P1.0～P1.7） 8位准双向I/O口，内部具有上拉电阻，可作为通用I/O口。每个引脚可驱动4个TTL负载。 （3）P2口（P2.0～P2.7） 8位准双向I/O口，内部具有上拉电阻，可作为外部扩展时的高8位地址总线。又可作为通用I/O口，每个引脚可驱动4个TTL负载。 对访问片外EPROM/RAM时，它输出高8位地址。 （4）P3口（ P3.0～P3.7 ） 8位准双向I/O口，内部具有上拉电阻。它是双功能复用口，作为通用I/O口时，功能与P1口相同，常用第二功能。每个引脚可驱动4个TTL负载。作为第二功能使用时，各位的作用如下页表所示。 2.3 8051存储器配置 2.3.1程序存储器地址空间 MCS-51的程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。8051片内有4 KB的ROM，8751片内有4 KB的EPROM，8031片内无程序存储器。 MCS-51的片外最多能扩展64 KB程序存储器，片内外的ROM是统一编址的。如 端保持高电平，8051的程序计数器PC在0000H～0FFFH地址范围内 (即前4 KB地址) 是执行片内ROM中的程序，当PC在1000H～FFFFH地址范围时(超过片内ROM容量时)，自动执行片外程序存储器中的程序；当 保持低电平时，只能寻址外部程序存储器，片外存储器可以从0000H开始编址。 程序存储器地址空间(续) MCS-51的程序存储器中某些单元是留给系统用的，使用时应予以注意。 其中一组特殊单元是0000H～0002H。系统复位后， (PC)=0000H，单片机从0000H单元开始取指令执行程序。如果程序不从0000H单元开始，应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，以便直接转去执行指定的程序。 还有一组特殊单元是0003H～002AH，共40个单元。这40个单元被均匀地分为5段，作为5个中断服务程序的入口。 程序存