单片机原理及应用 教学课件 作者 张兰红 第3章 80C51系列单片机的硬件基础知识.pptVIP

第3章 80C51系列单片机的硬件基础 内 容 单片机是一个大规模集成电路芯片，但仅有一块单片机不能完成特定的控制任务，只有当它与其他器件和设备有机地组合在一起并配以特定的程序时，才能构成一个真正的单片机应用系统，完成特定的任务。 在单片机应用系统中单片机是核心器件，要设计单片机应用系统，必须首先掌握单片机的硬件基础知识。 3.1 8051系列单片机概述 3.1.1 MCS-51系列单片机 1980年美国INTEL公司推出了高性能的8位单片机： MCS-51系列单片机。 系列单片机是指同一厂家生产的具有相同系统结构 的多种型号的单片机。 MCS-51系列单片机又可分为51和52两个子系列。 各个子系列所含有的芯片型号及其硬件资源的区别如表3-1所示。 它们的主要硬件特性： 3.1.2 8051内核单片机简介 上世纪80年代中期Intel公司将MCS-51的内部核心技术以专 利转让或互换的形式逐步授权给了很多其它厂商，使得 8051单片机发展为数十种系列，上百种产品。 各种具有8051内核的单片机与MCS-51系列单片机的指令系 统完全兼容，都采用了低功耗的CHMOS工艺，统称为 80C51单片机， 表3-2 不同制造厂商的51单片机芯片型号列表 单片机芯片的命名规则 3.1.3 80C51系列单片机的选择依据 不同型号的80C51单片机，内部资源或多或少有些 差异，我们在选择时，可从以下几个方面考虑： 1. 程序存储器 2. 数据存储器 3. 功耗 4. 体积 程序存储器用于存放单片机应用系统的目标程序。通过编程器或直接在系统编程(ISP)将目标程序写入单片机。 单片机的程序存储器目前供应的类型有EPROM、OTPROM、Mask ROM和Flash EEPROM。容量有1KB、2KB、4KB、8KB、16KB、32KB和64KB。 由于EPROM型单片机使用不方便，现在己很少使用，普遍采用Flash EEPROM型单片机代替； OTP ROM单片机在中小批量的单片机产品中使用较多； Mask ROM型单片机由于其程序存储的高可靠性和低成本特点，适合于大批量的单片机应用场合。 由于片内存储器成本的降低，目前趋向于选择具有大容量的片内程序存储器的单片机，片外不用再扩展程序存储器。 单片机片内数据存储器目前供应的类型有SRAM静态数据存储器，少数单片机片内有EEPROM非易失性数据存储器。51子系列片内RAM有128B，52子系列片内RAM有256B，52子系列向下兼容51子系列，两者价格目前基本持平，选择52子系列在使用上更为方便、灵活。 3.2 80C51系列单片机引脚功能 在80C51系列单片机中，各种单片机的引脚是相互 兼容的，只是功能略有差异。 在器件引脚的封装上，80C51系列单片机常用的封 装有三种，分别为双列直插式PDIP 40脚封装、塑 料扁平式PQFP/TQFP 44脚封装和带引线的塑料芯 片封装PLCC 44脚封装。 80C51单片机引脚主要分为主电源引脚、外接晶体 引脚 、输入／输出引脚与控制引脚四类，以PDIP 封装的单片机为例，引脚介绍如下： 1. 主电源引脚(2条) 2. 外接晶体引脚(2条) 3. 输入/输出（I/O）引脚(32条) 4. 控制引脚(4条) 1. 主电源引脚(2条) VCC（40脚）和GND（20脚）：分别接电源的正端和地端。 不同型号单片机接入对应电压的电源，常压为+5V、低压为 +3.3V。 3. 输入/输出（I/O）引脚(32条) 输入/输出（I/O）引脚共有P0口、P1口、P2口、P3口四 组，每组8条引脚。 (1) P0口（39脚～32脚）：分别为P0.0～P0.7，其中P0.7为 最高位，P0.0为最低位。这8条引脚有两种不同的功能： 1) 作为通用输入／输出(I/O口)使用。 2) 作为低8位的地址/数据复用总线。 (2) P1口（1脚～8脚）：分别为P1.0～P1.7，其中P1.7为最高位，P1.0为最低位。P1口引脚也有两种不同的功能： 1) 作为准双向I/O口使用。 2) 对52子序列单片机，P1.0引脚的第二功能为T2定时器/计 数器的外部输入，P1.1引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装 触发，即T2的外部控制端。 (3) P2口（21脚～28脚）：P2口的8条引脚也有两种不同的 功能： 1) 准双向输入／输出接口，每一位也可独立控制。 2) 在接有片外存储器或