2、MCS-51单片机硬件结构..ppt

单片机原理及接口技术 李飞2009 05 16 演示文稿 单片机内部结构示意图 返回 MCS 51单片机结构框图 返回 MCS 51单片机内部组成和信号引脚 8051单片机的基本组成中央处理器CPU 8位 运算和控制功能内部RAM 共256个RAM单元 用户使用前128个单元 用于存放可读写数据 后128个单元被专用寄存器占用 内部ROM 4KB掩膜ROM 用于存放程序 原始数据和表格 定时 计数器 两个16位的定时 计数器 实现定时或计数功能 并行I O口 4个8位的I O口P0 P1 P2 P3 串行口 一个全双工串行口 中断控制系统 5个中断源 外中断2个 定时 计数中断2个 串行中断1个 时钟电路 可产生时钟脉冲序列 常用晶振频率 6MHZ 12MHZ 11 0592MHZ 最高可达40MHZ MCS 51信号引脚 引脚图 电源 VCC VSS振荡电路 XTAL1 XTAL2并行口 P0 P1 P2 P3复位引脚 RST EA 访问程序存储控制信号 PSEN 外部ROM读选通信号ALE 地址锁存控制信号信号引脚的第二功能P3口线的第二功能后备电源的引入 RST VPD返回 MCS 51存储器资源 内部 MCS 51内部自带4KB的程序存储器128B的数据存储器内外RAM统一编址 由不同的指令来寻址 外扩 MCS 51具备64KB程序存储器和64KB的数据存储器扩展能力但外扩时需占用P0 P2口作为8位数据总线和16位地址总线 内外ROM统一编址 均由PC寻址 由EA端的硬件连接来区分内外ROM 存储器空间分布图 数据存储器 内部RAM一 低128单元 00H 7FH 片内RAM的配置 通用寄存器区 00H 1FH 功能 存放操作数及中间结果 注意事项 在任一时刻 CPU只能使用其中一组寄存器 位寻址区 20H 2FH 共计128位 位地址 00H 7FH功能 具有布尔处理机功能注意 既可进行字节操作 又可对位操作 用户RAM区 30H 7FH 二 高128单元 80H FFH 共21个特殊功能寄存器SFR 其中有11个可以位寻址 这21个SFR可以分成以下几类 中间寄存器 累加器ACC B寄存器地址指针 程序计数器PC 堆栈指针SP 数据指针DPTR状态寄存器 PSWI O口 P0 P1 P2 P3 SBUF专用寄存器 TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON IE IP 片内RAM的配置 累加器ACC 8位 存放操作数或中间结果B寄存器 8位 用于乘除运算时存放乘数或除数 以及数据暂存程序状态字PSW 8位 存放程序运行中的各种状态信息 我们可以依据这些信息作出相应处理 片内RAM的配置 程序状态字寄存器PSW 程序计数器PC 16位 存放下一条指令的地址 寻址范围64KB功能 自动加1 控制程序顺序执行或跳转 返回等系统复位后PC 0000H 注意 PC实际上不是SFR 而是CPU的一部分 无地址 无法对其读写数据指针DPTR 16位 用于访问外部RAM时作地址指针用 寻址范围64KB 不具备自动加1功能 但设有专用的加1指令INCDPTR 片内RAM的配置 堆栈指针SP 8位 存放堆栈顶的地址 每执行一次入栈操作自动加1 每执行一次出栈操作自动减1 调用指令将影响SP内容 堆栈 按 先进后出 后进先出 原则存取数据的特殊存储区功能 暂存数据和地址 注意 一般在内部RAM的30H 7FH单元中开辟堆栈 堆栈大小用户决定 SP内容一经确定 则堆栈大小也确定了 系统复位后 SP 07H 程序存储器ROM EPROM作用 存放编好的程序和表格常数等 8051的ROM也有两个地址空间 片内ROM 4KB片外ROM 可扩展到64KB注意 1 片内ROM和片外ROM是统一编址的 2 在ROM中 有6组单元具有特殊功能 0000H 复位后 程序的入口地址 PC 0000H 0003H 000AH 000BH 0012H 0013H 001AH 001BH 0022H 0023H 002AH 返回 并行I O口资源 MCS 51提供4个8位准双向并行I O端口 准双向 既可用作数据输入缓冲 又可用作数据输出驱动及锁存 但用作输入时必须先设置为高电平 P0口 可以作为通用的 O口进行数据的输入输出 但在实际中绝大多数情况下都作为地址 数据线使用 P1口 通常是作为通用 O口使用的P2口 P2口可以作为通用 O口使用 但通常应用情况下 P2口是作为高位地址线使用 P3口 第一功能是作为I O口使用 它的第二功能信号都是单片机的重要控制信号 在实际使用时 都是先按需要选用第二功能信号 剩下的才以第一功能的身份作数据位的输入 输出使用 返回 P0口 P1口 P2口 P3口 复位与复位电路 复位的概念 使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态 并从这个状态开始工作 需要进行复位的场合 上电复位 开机 掉电后重新上电 按键复位 软件复位 例如发生故障后 死机时 复位方法 必须使RST VPD加上持续两个机器周期以上的高电平 复位后的初始状态 PC 0000HP0 P3 0FFH SP 07H其他SFR均为00H 片内RAM为任意状态 复位与复位电路 Resetcircuit 复位与复位电路 上电复位电路按键复位电路 时钟电路 时序的概念 指令执行中各信号之间的相互关系 时序的定时单位 节拍 振荡脉冲周期 状态 机器周期 指令周期 一个机器周期共有12个振荡脉冲周期 即T机器 12 f振荡执行一条指令所需要的时间 指令的机器周期数n T机器MCS 51系列单片机有单 双 四周期指令 n 1 2 4 知识点回顾 简述单片机的基本组成 MCS 51单片机内部RAM的组成是如何划分的各有什么功能 主要的SFR有哪些 PC的作用 MCS 51单片机内部ROM的容量及片外最多可扩展的容量 简述并行I O口的基本功能 返回 片外ROM 片外RAM 存储器空间分布图 返回 MCS 51引脚定义及功能 返回 内部RAM配置 返回 8051片内存储器 1000 FFFF 64KROM ROM统一编址 返回 工作寄存器组选择位RS0 RS1 00H 7FH 返回 单元地址 2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H 7F776F675F574F473F372F271F170F07 MSB位地址LSB 7E766E665E564E463E362E261E160E06 7D756D655D554D453D352D251D150D05 7C746C645C544C443C342C241C140C04 7B736B635B534B433B332B231B130B03 7A726A625A524A423A322A221A120A02 797169615951494139