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第2章 80C51单片机的硬件结构 ;2.1 单片机概述;;;;(1) MCS-51单片机系列 MCS-51可分为两个子系列和4种类型，按资源的配置数量，MCS-51系列分为51和52两个子系列，其中51子系列是基本型，而52子系列属于增强型。 ; 80C51与8051的比较 （1）MCS-51系列芯片采用HMOS工艺，而80C51芯片则采用CHMOS工艺。CHMOS工艺是CMOS和HMOS的结合， （2）80C51芯片具有CMOS低功耗的特点。例如8051芯片的功耗为630mW,而80C51的功耗只有120mW。 （3）80C51在功能增加了待机和掉电保护两种工作方式，以保证单片机在掉电情况下能以最低的消耗电流维持。 （4）此外，在80C51系列芯片中，内部程序存储器除了ROM型和EPROM型外，还有E2PROM型，例如89C51就有4KB E2PROM。并且随着集成技术的提高，80C51系列片内程序存储器的容量也越来越大，目前已有64KB的芯片了。另外，许多80C51芯片还具有程序存储器必威体育官网网址机制，以防止应用程序泄密或被复制。 ;(2) MCS-96系列单片机 MCS-96系列单片机是Intel公司在1983年推出的16位单片机，它与8位机相比，具有集成度高、运算速度快等特点。它的内部除了有常规的I/O接口、定时器／计数器、全双工串行口外，还有高速I/O部件、多路A／D转换和脉宽调制输出（PWM）等电路，其指令系统比MCS-51更加丰富。 ;2.2 80C51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.2.1 80C51单片机的内部逻辑结构 80C51单片机的系统结构框图下图所示。 ;由上图可以看出，单片机内部主要包含下列几个部件： u?????? 一个8位CPU； u?????? 一个时钟电路； u?????? 4Kbyte程序存储器； u?????? 128byte数据存储器； u?????? 两个16位定时/计数器； u?????? 64Kbyte扩展总线控制电路； u?????? 四个8-bit并行I/O端口； u?????? 一个可编程串行接口； 五个中断源，其中包括两个优先级嵌套中断 ;80C51单片机芯片内部结构框图如图2.1所示。 ;1. CPU CPU即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制操作，CPU由运算器和控制器两部分电路组成。 （1）运算器电路 运算器电路包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。 （2）控制器电路 控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。 ;2. 定时器/计数器 MCS－51单片机片内有两个16位的定时/计数器，即定时器0和定时器1。它们可以用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。 3. 存储器 80C51单片机的存储器包括数据存储器和程序存储器，其主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是相互独立的，物理结构也不相同。 4. 并行I/O口 80C51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2和P3），每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个TTL门电路，P1、P2和P3口为准双向口，负载能力为4个TTL门电路。 ;5. 串行I/O口 80C51单片机具有一个采用通用异步工作方式的全双工串行通信接口，可以同时发送和接收数据。 6. 中断控制系统 80C51共有5个中断源，即外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个。 7. 时钟电路 80C51芯片内部有时钟电路，但晶体振荡器和微调电容必须外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列，振荡器的频率范围为1.2MHz～33MHz，典型取值为6MHz。 8. 总线 以上所有组成部分都是通过总线连接起来，从而构成一个完整的单片机。系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的，总线结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和可靠性。 ;2.2.2 80C51单片机的封装与信号引脚 1. 芯片封装形式 图2.2为MCS－51系列单片机引脚图及逻辑符号，它们为标准的40脚DIP封装。 ; 电源引脚Vcc和Vss Vcc：电源端，接＋5V。 Vss：接地端。 时钟电路引脚XTAL1和