第2章 MCS-51单片机的结构.pptVIP

第 2 章 MCS-51单片机的 硬件结构 44只引脚方形封装方式（4只无用） 3、控制程序 1. 中央处理器（CPU） 中央处理器是单片机核心，完成运算和控制功能。 2. 内部数据存储器（内部RAM） 8051芯片中共有256个RAM单元，高128单元被专用寄存器占用，用户使用低128单元存放数据。通常所说的内部数据存储器就是指低128单元，简称内部RAM。 3. 内部程序存储器（内部ROM） 8051共有4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据或表格，称为程序存储器，简称内部ROM。 4. 定时/计数器 8051共有两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。 5. 并行I/O口 MCS-51共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），实现数据的并行输入/输出。实训中使用了P1口，通过P1口连接8个发光二极管。 6. 串行口 MCS-51单片机有一个全双工的串行口，实现单片机和外设的串行数据传送。该口既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。 7. 中断控制系统 8051共有5个中断源，即外中断两个，定时/计数中断两个，串行中断一个。中断可分为高、低两个优先级。 8. 时钟电路 MCS-51芯片内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。系统允许的晶振频率一般为6 MHz和12 MHz。 综上所述，MCS-51虽是单一芯片，但作为计算机的基本部件基本都已包括，因此，它应是一个简单的微型计算机系统。 44只引脚方形封装方式（4只无用） 引脚逻辑图 8051单片机为40条引脚双列直插式封装 引脚可分为三个部分 （1）电源及时钟引脚: Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。 （2）控制引脚： PSEN*、EA* 、ALE、RESET （3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，4个8位I/O口 2.2.1 电源及时钟引脚 1．电源引脚 （1）Vcc（40脚）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地。 2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：采用外接晶体振荡器时，此 引脚应接地。 （2）XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。 2.2.2 控制引脚 (1) RST/VPD(9脚)：复位与备用电源 (2) ALE/PROG*（30脚）： 第一功能ALE ：地址锁存允许 第二功能PROG*：编程脉冲输入端。 (3) PSEN* （29脚）：读外部程序存储器的选通信号。可以驱动8个LS型TTL负载。 (4) EA*/VPP (31脚)： EA*为内外程序存储器选择控制 EA*=1，访问片内程序存储器， EA*=0，单片机则只访问外部程序存储器。 第二功能VPP，用于施加编程电压。 2.2.3 I/O口引脚 (1) P0口：双向8位三态I/O口，地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。 (2) P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。 (3) P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。 (4) P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。 注意:准双向口与双向三态口的差别。 当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。 2.3 MCS-51的CPU 由运算器和控制器所构成 2.3.1 运算器 对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。 1．算术逻辑运算单元ALU 2．累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 A的作用： （1）是ALU单元的输入之一，又是运算结果存放单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。 （3）A的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。 3．程序状态字寄存器PSW （1）Cy（PSW.7）进位标志位 （2）Ac(PSW.6)辅助进位标志位 （3）F0（PSW.5）标志位 由用户使用的一个状态标志位。 （4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4组工作寄存器区选择控制位1和位0。 （5）OV（PSW.2）溢出标志位 指示运算是否产生溢出。各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂，将在第3章介绍。 （6）PSW.1位: 保留位，未用 （7）P(PSW.0)奇偶标志位 P=1，A中“1”的个数为奇数 P=0，A中“1”的个数为偶数 2.3.2 控制器 1．程序计数器P