51单片机汇编语言3-MCS51硬件结构-1.pptVIP

第1章　单片机硬件系统 第1章 单片机硬件系统 1.2 MCS-51系列单片机结构和原理 1.4 时钟电路与复位电路 1.5 单片机的工作过程 本章小结 1.2 MCS-51系列单片机结构和原理 1.2.1 MCS-51内部组成及信号引脚 　　1．8051单片机的基本组成 　　8051单片机的基本组成请参见图1.5。下面介绍各部分的基本情况。 图1.5 8051单片机的基本组成 　　1) 中央处理器(CPU) 　　中央处理器是单片机的核心，是计算机的控制和指挥中心，它由运算器和控制器等部件组成。运算器包括一个可进行8位算术运算和逻辑运算的单元(ALU)、8位的暂存器、8位的累加器(ACC)、寄存器B和程序状态寄存器(PSW)等。控制器包括程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)、振荡器及定时电路等。 　　2) 内部数据存储器(内部RAM) 　　8051芯片中共有256个RAM单元，但其中的后128个单元被专用寄存器占用；能作为寄存器供用户使用的只有前128个单元，用于存放可读/写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128个单元。 　　3) 内部程序存储器(内部ROM) 　　8051共有4 KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据或表格，因此，称之为程序存储器。 　　4) 定时/计数器 　　8051共有两个16位的定时/计数器，可实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。 　　5) 并行I/O口 　　8051共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3)，可实现数据的并行输入/输出。在实训中我们已经使用了P1口，通过P1口连接了8个发光二极管。 　　6) 串行口 　　8051单片机有一个全双工的串行口，可实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。 　　7) 中断控制系统 　　8051单片机的中断功能较强，可满足控制应用的需要。8051共有5个中断源，即外中断两个、定时/计数中断两个、串行口中断一个。全部中断分为高级和低级两个优先级别。 　　8) 时钟电路 　　8051芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。系统允许的晶振频率一般为6 MHz和12 MHz。 　　2．8051单片机的内部结构 　　8051单片机的内部结构如图1.6所示。 图1.6 8051单片机的内部结构图 　　3. ?8051的信号引脚 　　8051是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，其引脚排列请参见图1.7。 图1.7 8051的引脚图 　　1) 信号引脚介绍 　P0.0～P0.7：P0口8位双向口线。 　　P1.0～P1.7：P1口8位双向口线。 　　P2.0～P2.7：P2口8位双向口线。 　　P3.0～P3.7：P3口8位双向口线。 　　ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于ALE是以晶振的1/6固定频率输出的正脉冲，因此它可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 　　　　　：外部程序存储器读选通信号。　　　有效(低电平)时，可实现对外部ROM单元的读操作。 　　　　：访问程序存储控制信号。当　　信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当　　信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始的，并可延至外部程序存储器。 　　RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。在进行单片机应用系统设计时，这个引脚一定要连接相应的电路，即复位电路。 VSS：地线。 　　VCC：+5 V电源。 　　以上是8051单片机芯片40条引脚的定义及简单功能说明。读者可以对照实训电路找到相应引脚，在电路中查看每个引脚的连接使用。 　　2) 信号引脚的第二功能 　　由于工艺及标准化等原因，芯片的引脚数目是有限制的。例如，8051系列把芯片引脚数目限定为40条，但单片机为实现其功能所需要的信号数目却远远超过此数，因此就出现了需要与可能的矛盾。解决这个矛盾的惟一可行的办法，是给一些信号引脚赋以双重功能。如果把前述的信号定义为引脚的第一功能的话，则根据需要再定义的信号就是它的第二功能。 　　(1) ?P3口线的第二功能。P3的8条口线都定义有第二功能，详见表1.1。 　　(2) 用EPROM固化程序时所需要的信号。有内部EPROM的单片机芯片(例如8751)，为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚以第二功能的形式提供的，即： 　　编程脉冲：30脚(ALE/　　　　)； 　　编程电压(25 V)：31脚(