单片机原理与应用第二章概述.ppt

2.1 MCS-51系列单片机内部结构 2.2 MCS-51系列单片机时序 2.3 MCS-51系列单片机引脚功能;第二章 MCS-51系列单片机组成原理; MCS-51系列单片机由Intel公司推出 MCS-51系列单片机根据功能、工艺、电气特性的不同，分为了十个子系列（见书上表2-1），均采用模块式结构，其基本型为8051子系列。 各种加强型单片机都是以8051为内核、增加一定的新功能后组成的，所以它们与8051完全兼容。 8051是MCS-51系列单片机中较早的典型产品，它包括三种形式的芯片：8031、8051、8751。 8031片内无ROM 8051片内有掩膜ROM 8751片内有EPROM。 ;图2-1 MCS-51功能框图;1;1．微处理器（ CPU） 由运算器、控制器和位处理器组成。 运算器（即算术逻辑单元ALU）负责执行所有的算术逻辑运算， 控制器负责对指令代码进行译码，产生各种控制信号，从而完成指令操作。 位处理器（布尔处理器）负责布尔处理（即位处理）;MCS-51系列单片机的内部结构;MCS-51系列单片机的内部结构;MCS-51系列单片机的内部结构;5．中断系统 8051单片机内的中断逻辑具有5个中断源，两个优先级。每个中断源都被设置了固定的入口地址，响应中断时能自动转到对应中断源的入口地址执行程序，使编程得到简化。 外部中断0———————0003H 定时/计数器0溢出中断— 000BH 外部中断1———————0013H 定时/计数器0溢出中断— 001BH 串口接收/发送中断———0023H;6．其他电路 8051单片机内部含有振荡电路，只需外接适当频率的晶体振荡器作为振荡源便可产生振荡信号，振荡信号经内部电路整形作为单片机的主频信号。当然，也可用外部脉冲信号作为主频信号。;2.2 MCS-51系列单片机时序 ;2.2.1 机器周期的概念;1个机器周期包括12个时钟周期 分为6个状态：S1~S6 每个状态又分为2相（拍）：P1和P2。 因此，1个机器周期中的12个时钟周期可表示为： S1P1 S1P2 S2P1 S2P2 …… S5P2 S6P1 S6P2;一个机器周期;2.2.1 机器周期的概念;÷3; 图2-3给出了MCS-51系列单片机典型指令执行时序。图中以主频信号和ALE的输出作为参考信号。 除MOVX指令外，每个机器周期中ALE均两次有效，第一次发生在S1P2到S2P1期间，第二发生在S4P2到S5P1期间。 在执行MOVX指令的第二个机器周期中，将丢失一个ALE信号。;单字节单周期指令 例：INC A;单字节双周期指令：MOVX类指令; 单周期指令的执行从S1P2开始, 在S1P2期间读入操作码并把它锁存到指令寄存器中。 双字节指令则在同一机器周期的S4期间读出第2个字节。 对于单字节指令在S4处仍有一次读操作, 但这时读出的字节（下一条指令的操作码）是不予考虑的, 而且程序计数器PC也不加1。 对于单周期指令, 在上述任何情况下, 指令都在S6P2期间完成操作。 图2―3 中的（a ）和（b）分别表示单字节单周期和双字节单周期指令的执行时序。; 图2―3（c）表示单字节双周期指令的时序, 单字节双周期指令在两个机器周期内作4次读操作码的操作, 由于是单字节指令, 后3次读操作是无效的。 图2―3（d）表示执行访问外部数据存储器指令MOVX的时序, 这是一条单字节双周期指令,具有其特殊性。丢失一个ALE信号 。;2.3 MCS-51系列单片机引脚功能 ; 图2-4 MCS-51引脚配置 ; 图2-5 MCS-51逻辑框图 ;2.3.1 I/O引脚和I/O端口 ; P2.7～P2.0：P2口是带内部上拉电阻的8位准双向I/O口。在访问外部存储器时，它输出高8位地址；在对EPROM编程和程序验证时，它接收高8位地址。 P3.7～P3.0：P3口是带内部上拉电阻的8位准双向I/O口，它是双功能I/O端口。除基本输入/输出功能外，每个引脚还有专用功能，其专用引脚功能见书上表2-2所示。;表2―2 P3口第2功能表 ;2.3.2 复位引脚和复位电路;图2-6 备用电源接入方式（低功耗掉电方式）;图2-8 上电复位电路 ;图2-9 外部按钮复位电路 ;图2-10 上电及按钮复位电路 ;图2-11 抗干扰复位电路;图2-11 抗干扰复位电路;