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文档简介
1、会计学1AT89C51单片机结构和原理单片机结构和原理第1页/共76页P0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器RAMRAM地址寄存器BACCTMP1TMP2PSWP1驱动器P1锁存器P3驱动器P3锁存器OSC定时控制逻辑电路指令寄存器PCONSCONTMODTCONT2CONTH0TL0TH1TH2TL2RCAP2H*RCAP2L*中断、串行口,定时器逻辑TL1SBUFIEIPFlash程序地址寄 存 器缓冲器PC加1器程序计数器DPTRP0.0P0.7P2.0P2.7ALUSPP1.0P1.7P3.0P3.7PSENALERSTEAXTAL1XTAL2VCCGND*只在AT89C52中有图2
2、-1 AT89C51内部结构框图 第2页/共76页暂存寄存器(TMP1、TMP2)和状态寄存器(PSW)组成。第3页/共76页n(4) 状态寄存器(PSW):PSW是一个8位标志寄存器,用来存放ALU操作结果的有关状态。第4页/共76页位编号PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位定义CYACF0RS1RS0OVP位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H第5页/共76页第6页/共76页第7页/共76页RS1 RS0工作寄存器组号R0R7的物理地址0 00 11 01 1012300H07H08H0FH16H17H18H1FH第8页/共76页第9页/共76
3、页址到ROM中去读取程序指令码和数据,并送给指令寄存器IR进行分析。第10页/共76页第11页/共76页指令运行的状态等。第12页/共76页这种结构的单片机称为哈佛型结构单片机。n程序存储器是可读不可写的,用于存放编好的程序和表格常数。n数据存储器是既可读也可写的,用于存放运算的中间结果,进行数据暂存及数据缓冲等。第13页/共76页是8位准双向口,每次可以并行输入或输出8位二进制信息。第14页/共76页第15页/共76页第16页/共76页第17页/共76页控制器TCON(中断标志寄存器)等构成,IE、IP、TCON均为SFR特殊功能寄存器(见表2-2)。第18页/共76页和地址总线是公用的。第
4、19页/共76页第20页/共76页12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221(T2)P1.0(T 2EX)P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(RXD)P3.0(TXD)P3.1(T0)P3.4(T1)P3.5XTAL2XTAL1GND(TNT0)P3.2(TNT1)P3.3(WR)P3.6(RD)P3.7VCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)P2.7(A15
5、)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)EA/VPPALE/PROGPSENP1.5P1.6P1.7RST(RXD)P3.0NC(TXD)P3.1(INT0)P3.2(INT1)P3.3(T0)P3.4(T1)P3.5P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPPNCALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)789101112131415161739383736353433323130291819202122232425262728P1.
6、4P1.3P1.2P1.1(T 2EX)P1.0(T 2)NCVCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)(WR)P3.6(RD)P3.7XTAL2XTAL1GNDNC(A8)P2.0(A9)P2.1(A10)P2.2(A11)P2.3(A12)P2.46543214443424140(a)(b)图2-2 AT89C51封装和引脚分配图(a) 双列直插式封装;(b) 方形封装第21页/共76页第22页/共76页DCLQQP0.X锁存器MUXT2T1VCC控制地址/数据读锁存器内部总线写锁存器读引脚P0.X图2-3 P0口位结构图第23页/共76页然后才能读取数
7、据。第24页/共76页DCLQQP1.X锁存器读锁存器内部总线写锁存器读引脚VCCP1.XT图2-4 P1口位结构图第25页/共76页高8位的地址A7A15,与P0口第二功能输出的低8位地址相配合,共同访问外部程序或数据存储器(64 KB),但它只确定地址并不能像P0口那样还可以传送存储器的读写数据。第26页/共76页DCLQQP2.X锁存器MUXTVCC控制内部上拉电阻读锁存器内部总线写锁存器读引脚P2.X地址图2-5 P2口位结构图第27页/共76页第28页/共76页DCLQQP3.X锁存器读锁存器内部总线写锁存器读引脚VCCP3.XT内部上拉电阻第二输出功能第二输入功能图2-6 P3口位
8、结构图第29页/共76页第30页/共76页第31页/共76页第32页/共76页采用外部振荡器时,该引脚悬空。第33页/共76页PROGPSENEA第34页/共76页第35页/共76页1EA 内部0FFFH0000H0EA 外部外部FFFFH1000H内部RAM专用寄存器外部00H80H7FH00H0000HFFFFH(a)(b)图2-7 AT89C51存储器结构图(a) 程序存储器地址分配;(b) 数据存储器地址分配第36页/共76页第37页/共76页第38页/共76页区,如图2-8所示。第39页/共76页7FH 30H2FH7F7E7D7C7B7A7978 2EH77767574737271
9、70 2DH6F6E6D6C6B6A6968 2CH6766656463626160 2BH5F5E5D5C5B5A5958 2AH5756555453525150 29H4F4E4D4C4B4A4948 28H4746454443424140位寻址区27H3F3E3D3C3B3A3938 26H373635343332313025H2F2E2D2C2B2A2928 24H2726252423222120 23H1F1E1D1C1B1A1918 22H1716151413121110 21H0F0E0D0C0B0A0908 20H0706050403020100 1FH 3组 18H 17H
10、2组 10H通用寄存器区0FH 1组 08H 07H 0组 00H图2-8 AT89C51内部RAM空间分配第40页/共76页RAM单元一样按字节寻址操作。第41页/共76页第42页/共76页栈顶栈底(SP)34B33H32H31H30H图2-9 堆栈结构图第43页/共76页第44页/共76页第45页/共76页第46页/共76页5第47页/共76页寄存器符号位地址字节地址D7D6D5D4D3D2D1D0BF7F6F5F4F3F2F1F0F0HACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0HPSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HIP BCBBBAB9B8B8HP3B7B6B5B4B3B2B1B
11、0B0HIEAF ACABAAA9A8A8HP2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HSCON9F9E9D9C9B9A999898HP1979695949392919090HTCON8F8E8D8C8B8A898888HP0878685848382818080H第48页/共76页第49页/共76页第50页/共76页电路三种,如图2-10所示。第51页/共76页VCCRSTVSS89C515 VC10 FR8.2 kVCCRSTVSS89C515 VC10 FR8.2 kVCCRSTP1.089C515 VWDIMAX750WDOPESET10 k10 F12(a)(b)(c)1 k89C51图
12、2-10 单片机复位电路图(a) 上电复位电路;(b) 手动复位电路;(c) 自动复位电路第52页/共76页第53页/共76页流,可见在省电方式下单片机耗能很小。n在空闲和掉电方式下,单片机内部硬件控制电路如图2-11所示。第54页/共76页时钟发生器OSCXTAL2XTAL1中断、串行口定时器CPUPDIDL图2-11 空闲和掉电方式内部电路图第55页/共76页第56页/共76页这一编程电压可从器件封装表面读取或从签名字节中读取。n第57页/共76页EAPROG第58页/共76页P1P2.6P2.7P3.6P3.7XTAL2XTAL1GNDVCCP0ALERSTEAPSEN5 V编程代码PR
13、OGVIHVPP(5 V/12 V)C1C25 VA7A0A11A8地址0000H0FFFHP2.0P2.3图2-12 Flash编程硬件逻辑电路图第59页/共76页第60页/共76页第61页/共76页nAT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的单级反相放大器,如图2-13所示。第62页/共76页内部时钟电路VCCQ2RfQ3Q4GNDXTAL2Q1D1D2R1XTAL1PD图2-13 AT89C51内部振荡器电路图第63页/共76页第64页/共76页内部时钟电路GNDXTAL1R1RfVCCC1C2XTAL2石英晶体或陶瓷振荡器(外部)PD图2-14 内部振荡器等效电路图第65页/共76
14、页第66页/共76页AT89C51XTAL2XTAL1GND1NC外部振荡器信号图2-15 外部时钟电路图第67页/共76页半周期P1节拍信号有效,后半周期P2节拍信号有效,每个节拍完成不同的逻辑操作。第68页/共76页第69页/共76页第70页/共76页读 下 一 个 操 作 码 (无 效 )P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6P1P2P1P2S1S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2P1P2S1S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2P1P2S1S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2P1P2S1S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2P1P2S1S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2P1P2S1S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1S6读 操 作 码读 第 二 操 作 码 (无 效 )读 操 作 码读 第 二 字 节 (无 效 )读 操 作 码读 第 二
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