第2章 80C51单片机的结构及原理.pptVIP

2.1 80C51单片机的结构与原理 2.1.1 80C51单片机系列 Intel公司推出的80C51是MCS-51系列单片机中以CHMOS为生产工艺的一个典型产品；其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品有： 1、Intel公司的：80C31、80C51、87C51、80C32、80C52、87C52等。 2、ATMEL公司的：89C51、89C52、89C2051、89S51等。 3、Philips公司的80C51、80C550、80C552系列。 4、Motorola公司M68HC05系列。 5、华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列。 6、Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列。 7、Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。 8、ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列。 9、LG公司的GMS90/97低压高速系列。  2.1.2 80C51单片机的结构 80C51单片机的结构框图如图2-1所示，可以看出，在一块芯片上集成了一个微型计算机的主要部件，它包括以下几部分： （1）8位 CPU 1个 。 （2）时钟电路（振荡电路和时序OSC）。 （3）4KB程序存储器（ROM/EPROM/Flsh），可外扩展到64KB。 （4）128B数据存储器RAM，可外扩展到64KB。 （5）2个16位定时/计数器。 （6）64KB总线扩展控制电路。 （7）4个8位并行I/O接口P0～P3。 （8）1个全双工异步串行I/O接口。 （9）中断系统：5个中断源，其中包括2个优先级嵌套中断。 2.1.3 80C51单片机的内部结构 80C51单片机的内部结构如图2-2所示，它由CPU、存储器、I/O口及SFR（特殊功能寄存器）等组成。具体说明如下： 1、80C51 CPU 80C51 CPU即微处理器，是一8位CPU，是单片机的核心部件，是计算机的控制指挥中心。同微型计算机CPU类似，80C51内部CPU由运算器和控制器两部分组成。 （1）运算器 组成:由算术运算/逻辑运算单元ALU(Arithmetic Logic Unit)为核心，由暂存器1、暂存器2、累加器ACC(Accumulator)、寄存器B及程序状态寄存器PSW (Program Status Word)组成。 主要任务：是完成算术运算、逻辑运算、位运算和数据传送等操作，运算结果的状态由程序状态寄存器(PSW)保存。 （2）控制器 组成：由程序计数器(PC)、PC增1寄存器、指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)、数据指针(DPTR)、堆栈指针(SP)、缓冲器及定时控制电路等组成。 主要任务：完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。 2、80C51的片内存储器 80C51的片内存储器与一般微机的存储器的配置不同。一般微机的ROM和RAM安排在同一空间的不同范围（称为普林斯顿结构）。而80C51单片机的存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间（称为哈佛结构）。 2.1.4 80C51单片机的引脚及功能 80C51单片机的封装是采用双列直插式(DIP)封装，引脚图如图2-3(a)所示。80C51的40个引脚及功能描述如下： 1、电源引脚(2根) （1）VCC(40脚)：电源端，接+5V电源。 （2）VSS(20脚)：接地端。 2、时钟引脚(2根) （1）XTAL1(19脚)：晶体振荡器接入的一个引脚。采用外部时钟电路时，此引脚应接地。 （2）XTAL2(18脚)：晶体振荡器接入的另一个引脚。使用外部时钟时，此引脚应接外部时钟的输入端。 3、控制引脚(4根) （1） RST/VPD(9脚)：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚。 说明：当RST引脚保持两个机器周期的高电平后，就可以使80C51完成复位操作。该引脚的第二功能是VPD，即备用电源的输入端，具有掉电保护功能。若在该引脚接+5V备用电源，在使用中若主电源VCC掉电，可保护片内RAM中的信息不丢失。 （2）ALE/PROG(30脚)：地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输