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第 2 章 MCS-51单片机的 硬件结构 第2章 单片机的组成结构及其功能原理 2.1 单片机的硬件组成结构 2.2 单片机的引脚功能说明 2.3 单片机的中央处理器 2.4 时钟电路及时序 2.5 单片机的复位 2.6 单片机的节电方式 各功能部件： 1.CPU（中央处理器） 2.数据存储器（RAM） 片内为128个字节（52子系列的为256个字节） 3.程序存储器（ROM/EPROM） 8031:无此部件； 8051:4K字节ROM； 8751:4K字节EPROM ； 8951:EEPROM ； 89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K 字节闪存(Flash)。 4. P1口、P2口、P3口、P0口：为4个并行8位I/O口。 5. 串行口 1个全双工的异步串行口 6. 定时器/计数器 2/3个16位定时器/计数器 7. 中断系统 5/6/9个中断源，2个优先级，同级中断则按优先顺序查询。 8. 特殊功能寄存器（SFR） 共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。 9. 位处理器 它实际上是一个完整的1位微计算机，即包含完整的位CPU，位RAM、ROM（EPROM），位寻址寄存器，I/O口和指令集。所以，8051是双CPU的单片机。位处理在开关决策、逻辑电路仿真、过程测控等方面极为有效；而8位处理则在数据采集和处理等方面具有明显长处。 80C51 单片机的片内组成结构图 44只引脚方形封装方式PLCC（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 当主电源VCC断电时，可由VPD引脚向片内RAM提供备用电源，防止其中的数据丢失。 (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， （先访问从0000H开始的内存，然后自动转到外存） EA*=0，单片机则只访问外部程序存储器。 （直接访问从0000H开始的外存） 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，是指挥中心。 2.3.1 运算器 功能：对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。 组成： 算术逻辑运算单元ALU 累加器A 程序状态字寄存器PSW 寄存器B 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。 改进：部分操作将A旁路，直接将信息传送到目的单元，不通过A。 3．程序状态字寄存器PSW 用于寄存当前指令被执行后的相关状态。 （1）Cy（PSW.7）进位标志位 （2）Ac(PSW.6)辅助进位标志位，又称半字节进位 （3）F0（PSW.5）标志位 由用户使用的一个状态标志位。 （4）R