Mcs-51系列单片机结构及原理.docVIP

Mcs-51系列单片机结构及原理 主要功能 Mcs-51系列单片机是美国intel公司1980年推出的高性能8为单片卫星计算机。较原 来的Mcs-48系列结构更为先进，功能增强。它包括51和52两个子系列。 在51系列中，主要有8031，8051，8751三种机型。它们的指令系统与芯片引脚兼容，仅片内rom有所不同。51系列主要功能为: 1、8位CPU； 2、片内带振荡器（外接）振荡频率FOSC范围为1.2~12MHZ；可有时钟输出； 3、128个字节的片内数据存储器； 4、4K字节的片内程序存储器（8031无）； 5、程序存储器的寻址范围为64K字节； 6、片外存储器的寻址范围为64K字节； 7、21个字节专用寄存器； 8、4个8位并行I/O接口：P0，P1，P2，P3； 9、1个全双2串行I/O接口，可多机通信； 10、2个16位定时器/计数器； 11、中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级； 12、111条指令，含乘/除法指令； 13、有强的位寻址、位处理能力； 14、片内采用单总线结构； 15、用单一+5V电源。 二、单片机的内部结构 本次实习研究对象为单片机，其结构如下图所示： P0，0~P0，7 P2，0~P2，7 Vcc PSEN ALE EA RST XTAL1 XTAL2 P1，0~P1，7 P3，0~P3，7 2、外部引脚 MCS-51系列单片机芯片有40个引脚，用HMOS工艺制造的芯片采用双列直播式封 装. （1）主电源引脚： Vcc:接+5V电源正端； Vss：接+5V电源地端。 （2）外接晶体引脚： XTAL1：片内反相放大器输入端； XTAL2：片内反相放大器输出端； 外接晶体时，XTAL1与XTAL2个接晶体的一端，借外接晶体与片内反相放大器 构成振荡器。 （3）输入/输出引脚： P0.0~P0.7：P0口的8个引脚。在不接外存储器与不扩展I/O接口时，可作为准 双向输入/输出接口，在接有外存储器或扩展I/O接口时，P0口分时用低8位地址总线和双向数据总线。 P1.0~1.7：P1口的8个引脚。可作为准双向I/O接口使用。 P2.0~P2.7：P2口的8个引脚。一般可作为准双向I/O接口；在接有外存储器或 扩展I/O接口且寻址范围超过256个字节时，P2口用为高8位地址总线。 P3.0~3.7：P3口的8个引脚。除作为准双向I/O接口使用外，还具有第二功能，见下表： 引脚 第二功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 INTO（外部中断0请求输入端） P3.3 INT1（外部请求1输入端） P3.4 T0（定时器/计数器0记数脉冲输入端） P3.5 T1（定时器/计数器0记数脉冲输入端） P3.6 WR（片外数据存储器写选通信输出端） P3.7 RD（片外数据存储器读选通信输出端） （4）控制线 ALE/PROG：地址锁存有效信号输出端。在访问片外程序存储器期间，每机器 周期该信号出现两次，其下降沿用于控制锁存P0口输出的低8位地址。 PSEN：片外程序存储器读选信号输出端，或称片外存取指令信号输出端。在 向片外存储器读取指令或常数期间，每个机器周期该信号两次有效（低电平），以通过数据总线P0口读回指令或常数。 在访问片外数据存储器期间，PSEN信号将不出现。 RST/VPD：RST全写为RESET，即复位端。单片机的振荡工作时，该引脚上出现 持续两个机器周期的高电平就可实现复位操作，使单片机回到初始状态。上点时，考虑到振荡器有一定的振荡时间，该引脚上高电平必须持续10ms以上才能保证有效复位。 Vcc掉点期间，该引脚如接备用电源VPD（4.5~5.5V）可用于保存片内RAM中的 数据。当Vcc下降到某现定值以下，VPD便想片内RAM供电。 EA/VDD：片外程序存储器选用端。该引脚有效（低电平）时只选用片外程序存储器。否则计算机上电或复位后选用片内程序存储器。 综上所述，对于MCS-51系列单片机的引脚可归纳以下两点： 1、单片机功能多，引脚数少，故许多引脚都具有第二功能。 2、单片机对外呈三总线形式。由P2，P0组成16位地址总线；