02-第二章 MCS-51单片机结构.pptVIP

第二章：MCS-51单片机结构 计算机与通信工程学院 李耀明 2.1 MCS-51单片机的外部特性 2.1 MCS-51单片机系列 MCS-51系列单片机产品有8051、8031、8751、80C51、80C31 它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上 由ATMEL公司生产的89C51将EPROM改成了4K的闪速存储器。 外形：双列直插式（PDIP）和方形封装（PLCC、MQFP）两种 MCS-51单片机系列 1、51子系列： 8031 8051 8751 2、52子系列： 8032 8052 8752 无ROM ROM EPROM 8031、8051、8751的差别：内部程序存贮器结构不同 8031片内没有程序存储器 8051内部设有4K字节的掩模ROM程序存储器 8751将8051片内的ROM换成EPROM 8031与80C31区别：8031是HMOS工艺；80C31是CHMOS工艺 51子系列与52子系列：52系列为增强型 ROM：4KB→8KB 计数器2个→3个 RAM：128B→256B 中断源5个→6个 2.1.1引脚说明 (1)电源线 VSS、20号、电源地线（GND）； Vcc、40号，芯片电源接5V (2)时钟 XTAL1、19号 片内振荡器外接晶振的一个输入端 XTAL2、18号 片内振荡器外接晶体另一端 当使用外部时钟时，XTAL2用于接外部时钟脉冲信号，XTAL1接地 (3)控制线 ALE/PROG地址锁存控制信号。 系统扩展时用于控制把P0口输出的低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。 ALE以晶振1/6的固定频率输出正脉冲，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 PROG 8751EPROM编程时，输入编程脉冲信号。 PSEN程序选通有效信号：读外部ROM时，PSEN有效实现对外部ROM的读操作。 EA/Vpp访问ROM控制信号。 有效时只读外部ROM，高电从内ROM开始读。 Vpp为编程电压，接21V电源输入端。 RST/Vpd复位输入信号。 振荡器工作时，该引脚上2个机器周期的高电平，可实现复位操作。 Vpd接后备电源掉电时，为片内RAM供电。 2.1.1引脚说明 (4) I/O线 P0.0～P0.7 双向数据总线和低8位地址总线。双向输入输出口。 P1.0～P1.7 准8位双向 P2.0～P2.7 8位双向口线 P3.0～P3.7 8位双向口线 (5) P3口第二功能 P3.0—RXD 串行数据接收 P3.1—TXD 串行数据发送 P3.2—INT0 外部中断0申请 P3.3—INT1 外部中断1申请 P3.4—T0 定时器/计数器0计数输入 P3.5—T1 定时器/计数器1计数输入 P3.6—WR 外部RAM写选通 P3.7—RD 外部RAM读选通 2.1.2外部总线 MCS-51单片机系统采用三总线结构，通过三总线和外部扩充部件相连： 地址总线（AB Adress Bus） 16位，直接寻址范围64KB 高8位P2口，低8位用P0口。 通过地址锁存信号ALE，低八位地址锁存到外部地址锁存器，从而让P0口接收数据，数据地址共用P0口。 数据总线（DB）： 8位 P0口提供 控制总线（CB） 4条控制线 P3口的第二功能状态组成 2.2 MCS-51的内部结构 2.2.1 MCS-51内部组成 一个中央处理器（8位CPU） 完成运算和控制功能 一个片内振荡器及时钟电路： 为单片机产生时钟脉冲序列。 内部ROM 4KB ROM程序存储器，存放程序，原始数据或表格。 内部RAM 128字节RAM数据存储器。 （8051）有256个RAM单元（字节B） 前128单元为通常的内RAM。从00H—7FH单元为用户数据RAM。 后128单元为专用寄存器占用，从80H—FFH地址单元为特殊寄存器（SFR）单元。（21个特殊功能寄存器） 定时/计数器： 2个16位定时/计数器，实现定时/计数功能。 2.2.1 MCS-51内部组成 数据总线控制 64KB外部数据存储器 64KB外部程序存储器 并行I/O口： 4个8位I/O口（P0、P1、P2、P3）实现并行数据输入输出。 串行口： 一个可编程全双工串行口，实现单片机与其它设备的串行数据传送。 中断控制系统 有5个中断源 两个优先级嵌套中断结构。 4kROM换为EPROM就是8751的结构 去掉ROM/EPROM部分即为8031的框图 2.2.2 CPU —1 运算器 CPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。 1 运算器：运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算 可以对半字节（4位）、单字节等数据进行操作。 加、减、乘、除、加1、减1、BCD码十进制调整、比较等算术运算 与、或、异或、求补、循环