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第 章 — 单 片 机 的 硬 件 结 构
2.1 MCS—51 单片机内部结构1
2.1.1 MCS—51 单片机基本组成及系列芯片1
2.1.2 MCS－51 CPU内部结构2
2.1.3 单片机存储器结构5
2.1.4 单片机I／O端口9
2.2 MCS—51 单片机引脚功能12
2.3 MCS—51 单片机复位及复位电路14
2.3.1 复位操作14
2.3.2 复位信号和复位电路14
2.4 MCS－51 单片机工作方式15
2.4.1 程序执行方式15
2.4.2 低功耗操作方式15
2.5 MCS—51 单片机时序 16
2.5.1 MCS－51 单片机机器周期和指令周期16
2.5.2 MCS—51 单片机指令的取指、执行时序17
2.5.3 MCS－51 访问片外ROM/RAM指令时序18
思考题与习题20
第 2 章 MCS—51 单片机的硬件结构
MCS －51 是美国 Intel 公司的八位高档单片机系列，是在 MCS －48 系列基础上发展而
成的，也是我国目前应用最广的一种单片机系列。在这个系列里，有 8031、8051、8751、
80C51BH、80C31BH 等等。它们的基本组成、基本性能和指令系统都是相同的。为了叙述
方便，今后如不作说明，则用 8051 代表 MCS －51 系列单片机。本章主要以 8051 为主线叙
述 MCS －51 单片机的内部结构、引脚功能、工作方式和时序。
2.1 MCS—51 单片机内部结构
2.1.1 MCS—51 单片机基本组成及系列芯片
1．MCS—51 单片机基本组成
MCS—51 单片机的基本组成框图如图 2 －1 所示。从 8051 单片机的基本组成框图中我
们可以看到，在该芯片上，集成了一个微型计算机，它包括：
外部时钟源 外部事件计数
振荡器和 程序存储器 数据存储器 2 ×16 位
时序 OSC 4KB ROM 256B RAM 定时器/计数器
8051
CPU
64KB 总线
I/O 接口 全双工串行口
内中断 扩展控制器
外中断 并 行 口 串行通信
图2—1 所示为 MCS—51 单片机的基本组成框图
一个 8 位的微处理器（CPU ）
片内数据存储器 RAM （128B ／256B ）
片内程序存储器 ROM ／EPROM （4KB ／8KB ）
4 个 8 位并行 I ／O 接口 P0—P
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