单片机原理与接口技术 教学课件 吴晓苏 张中明 第2章80C51单片机的硬件结构.pptVIP

第二章80C51系列单片机的硬件结构  1．1个8位的CPU 2．1个片内振荡器和时钟电路 3．程序存储器 4?KB的掩膜ROM，用于存放程序、原始数据或表格。 4．数据存储器 5．64KB总线扩展控制器 6．4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3） 7．1个全双工串行接口 8．2个16位的定时/计数器 9．5个中断源 2.3.2 P1口 与P0口相比，P1口的结构原理图中少了地址/数据传输电路和多路开关，场效应管V2改为上拉电阻R。因此P1口只能作为通用I/O使用，且在作I/O口使用时，无需外接上拉电阻。 （1）P1口作为通用I/O口使用，有读引脚、读锁存器和输出三种工作方式。 （2）P1口作为读引脚工作方式时，必须先向P1口写1，是准双向口。 （3）P1口的驱动能力为4个LSTTL门电路。 2.3.3 P2口 1．通用I/O口，多路开关接通Q P2口作为通用I/O口使用时，其功能与P1口相同。 2．地址总线，多路开关MUX接通“地址” 在CPU访问外部存储器时，此时P2口输出地址总线的高8位，并与P0口输出的低地址一起构成16位的地址线，从而可以分别寻址64?KB的程序存储器或外部数据存储器。 P2口的驱动能力为4个LSTTL门电路。 2.3.4 P3口 1．通用I/O口 当P3口的第二功能都保持为高电平时，P3口作为通用I/O口使用，其功能与P1口相同。 2．第二功能 定时/计数器0计数输入 T0 P3.4 外部RAM写选通 WR P3.6 外部RAM读选通 RD P3.7 定时/计数器1计数输入 T1 P3.5 外部中断1申请 INT1 P3.3 外部中断0申请 INT0 P3.2 串行数据发送 TXD P3.1 串行数据接收 RXD P3.0 信 号 名 称 第 二 功 能 端 口 线 CPU将该位锁存器置1，使与非门只受第二功能输出端控制，第二功能输出信号经与非门和V1二次反向后输出在该位的引脚上。 （1）单片机复位时，P0～P3中各位内容均为1。 （2）P0～P3都能作为I/O口使用，其中P0口要加上拉电阻，而其余口可不加。 （3）在读P0～P3的引脚状态值时，需先向端口写1。 （4）在并行扩展外存储器时，P0口用于低8位地址/数据总线，P2口用于高8位地址总线。 （5）P0口能驱动8个LSTTL门电路，而P1、P2、P3只能驱动4个。 （6）P3口常用于第二功能。 2.4 时钟电路及CPU时序 2.4.1 时钟电路 1．内部时钟信号的产生 2．引入外部时钟信号 2.4.2 CPU时序 1．80C51的时序单位 （1）时钟周期（振荡周期）P 晶振周期或外加振荡源的周期，又称之节拍或拍，用P表示。 （2）状态周期S 两个振荡周期为一个状态周期，用S表示。 （3）机器周期 6个状态周期为一个机器周期。若使用6?MHz的时钟频率，一个机器周期就是2?μs，而如使用12?MHz的时钟频率，一个机器周期就是1?μs。 （4）指令周期 执行一条指令所需要的时间，以机器周期为单位，指令有单机器周期指令、双机器周期指令和四机器周期指令。 2．CPU的取指/执行时序 * 【学习目标】 1、理解单片机的内部结构、外部引脚 2、理解存储器的基本知识及80C51系列单片机的存储器系统 3、理解并行I/O端口的工作原理 4、了解80C51的各特殊功能寄存器 5、理解单片机的4种工作方式 【重点内容】 1、80C51系列单片机的引脚 2、80C51系列单片机的存储空间配置 3 、80C51系列单片机并行口的功能 2.1 80C51系列单片机结构 2.1.1 内部结构框图 2.1.2 外部引脚功能 2．时钟引脚 XTAL1、XTAL2：晶体振荡电路反相输入端和输出端。 1．电源引脚 VCC：芯片电源，+5?V。 VSS：接地。 3．控制引脚 RST/VPD：复位信号输入端/备用电源输入端 EA/VPP：内外ROM选择端/片内EPROM编程电源。 ALE/PROG：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。 PSEN：外部ROM读选通信号。 2.2 80C51系列单片机存储空间配置和功能 2.2.1 存储器的基本概念 存储器由大量缓冲寄存器组成，其用途是存放程序和数据，使计算机具有记忆功能。这些程序和数据在存储器中以二进制代码表示，根据计算机的命令，按照指定地址，可以把代码取出来或存入新代码。 只读存储器（ROM） ① 掩膜ROM。 ② 可编程的只读存储器（PROM）。 ③ 可改写的只读存储器EPROM。 ④ 可电改写只读存储器（EEPROM）。 1．存储器的类型 随机存取存储器（RAM）