第2章80C51的硬件结构p - 副本

1、20212021年年1111月月2020日星期六日星期六第第2 2章章 80C51单片机的硬件结构单片机的硬件结构1 1武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件本讲重点：本讲重点： MCS-51的基本特性的基本特性; 单片机的引脚与单片机的引脚与I/O口结构口结构; 存储器、堆栈与特殊功能寄存器存储器、堆栈与特殊功能寄存器.20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件2 22.1 2.1 单片机的概念单片机的概念单片机是微机发展的一个分支单

2、片机是微机发展的一个分支 高速、大容量、高性能高速、大容量、高性能高档微机高档微机 稳定可靠、体积小、价格低廉稳定可靠、体积小、价格低廉单片机单片机单片机因其主要部件集成在一个芯片上而得名单片机因其主要部件集成在一个芯片上而得名 也叫也叫“微控制器微控制器”（MCU）或叫）或叫“嵌入式微控制器嵌入式微控制器”（EMCU）分为通用单片机和专用单片机分为通用单片机和专用单片机20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3 3从应用形态上，微机可以分成三种：从应用形态上，微机可以分成三种：多板机（

3、系统机）多板机（系统机） 将将CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O接口电路和总线接口等组接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软在主机板的扩展槽上并与电源、软/ /硬盘驱动器及硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业工业PCPC机机 也属于多板机。也属于多板机。20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工

4、大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件4 4单板机单板机 将将CPUCPU芯片、芯片、存储器存储器芯片、芯片、I/OI/O接口接口芯片和简单芯片和简单的的I/OI/O设备设备（小键盘、（小键盘、LEDLED显示器）等装配在一块印显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上刷电路板上，再配上监控程序监控程序（固化在（固化在ROMROM中），中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板机单板机20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学

5、课件教学课件5 5单片机单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/OI/O接口电路，从而构成了接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，单芯片微型计算机，即单片机即单片机。 三种应用形态的比较三种应用形态的比较 ：单板机单板机单片机单片机系统机（多板机）系统机（多板机）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件6 6 系统机（系统机（桌面应用桌面应用）属于通用计算机，主）属于通用计算机，主要应用于数据处理、办公自动化及辅助设计。要应用于数据

6、处理、办公自动化及辅助设计。 单片机（单片机（嵌入式应用嵌入式应用）属于专用计算机，主）属于专用计算机，主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。 单片机单片机体积小体积小、价格低价格低、可靠性高可靠性高，其非凡，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。独特的优势。20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学

7、课件通用单片机和专用单片机通用单片机和专用单片机通用型：通用型：该单片机是一种基本芯片，其内部资源比较丰该单片机是一种基本芯片，其内部资源比较丰 富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需 求，用户可根据需要设计成不同的应用系统求，用户可根据需要设计成不同的应用系统 通用单片机有一个再设计的过程。通用单片机有一个再设计的过程。 专用型：专用型：针对某一特定产品设计和生产的单片机芯片，针对某一特定产品设计和生产的单片机芯片， 其特点是针对性强、数量巨大。其特点是针对性强、数量巨大。 7 720212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机

8、电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件单片机和单片机系统单片机和单片机系统单片机系统单片机系统 在单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的具有一在单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的具有一定功能的计算机系统定功能的计算机系统 在单片机系统中，单片机始终处于核心地位，在单片机系统中，单片机始终处于核心地位，是构成单片是构成单片机系统的硬件和软件的基础机系统的硬件和软件的基础。 单片机应用系统单片机应用系统 为控制应用而设计的、与控制对象结合在一起的应用系统为控制应用而设计的、与控制对象结合在一起的应用系统单片机开发系统单片机开发系统 开发调试单片机

9、系统的工具开发调试单片机系统的工具 主要有两大类：微机开发系统主要有两大类：微机开发系统MDS和在线仿真器和在线仿真器ICE。 8 820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件9 920212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件101020212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件1111

10、20212021年年1111月月2020日星期六日星期六1212武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件131320212021年年1111月月2020日星期六日星期六1414武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件20212021年年1111月月2020日星期六日星期六1515武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用

11、系统设计教学课件教学课件20212021年年1111月月2020日星期六日星期六1616武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件20212021年年1111月月2020日星期六日星期六单片机点阵发光实验单片机点阵发光实验1717武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件20212021年年1111月月2020日星期六日星期六单片机单片机PWMPWM电机转速实验电机转速实验1818武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件20212021年年11

12、11月月2020日星期六日星期六MCS-51单片机系列系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)（20条引脚DIP封装）1282151589C51(4K)/ 89C52(8K)（40

13、条引脚DIP封装）128/2562/33215/6武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件191920212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域202020212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件2121组成组成 ( (运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备运算器、控制器、存储器、输入设备

14、和输出设备) ) CPUCPU( (进行运算、控制进行运算、控制) ) RAMRAM( (数据存储器数据存储器) ) I/OI/O口口( (串口、并口等串口、并口等) ) ROMROM( (程序存储器程序存储器) ) PCPC机：机： 上述部件以芯片形式安装在上述部件以芯片形式安装在主板主板上。上。 单片机：单片机：上述部件被集成到一个上述部件被集成到一个单芯片单芯片中。中。通用通用PCPC包括：包括：键盘、显示器、鼠标、硬键盘、显示器、鼠标、硬/ /软盘、软盘、光驱、音箱、打印机、扫描仪光驱、音箱、打印机、扫描仪等外设。等外设。单片机单片机则只是一片集成电路。（则只是一片集成电路。（1001

15、00、4848、4040、3232、2828、2020、1616、8 8条引脚）。条引脚）。单片机与计算机之异同单片机与计算机之异同（1 1）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件2222功能功能：PCPC机：机： 数据运算、采集、处理、存储、传输；数据运算、采集、处理、存储、传输；单片机：单片机：控制（或受控于）外设。控制（或受控于）外设。通用计算机擅长于数据通用计算机擅长于数据运算运算、采集、处理、存储、采集、处理、存储和传输；和传输；单片机的专长则是单片机的专长则是测控测控，往往

16、，往往嵌入嵌入某个仪器某个仪器/ /设备设备/ /系统中，使其达到智能化的效果。系统中，使其达到智能化的效果。单片机与计算机之异同单片机与计算机之异同（2 2）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件2323应用特点：应用特点：个人计算机（微机）：个人计算机（微机）：体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用计通用计算机算机。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须制。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须制作或购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。作或

17、购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。单片机：单片机：体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属属专用计算机。专用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握应用，应用中要设计专门的硬件和软件。方能掌握应用，应用中要设计专门的硬件和软件。单片机与计算机之异同单片机与计算机之异同（3 3）武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件2424MCS-51MCS-51单片机基本结构特性单片机基本结构特性8 8 位的位的 CPUCPU， 片内有振荡器和时钟电路片内有振荡器和

18、时钟电路, ,工作频率为工作频率为 1 112MHz12MHz（Atmel 89CxxAtmel 89Cxx为为0 024MHz24MHz）片内有片内有 128/256128/256字节字节 RAMRAM片内有片内有 0K/4K/8K0K/4K/8K字节字节 程序存储器程序存储器ROMROM可寻址片外可寻址片外 64K64K字节字节 数据存储器数据存储器RAMRAM可寻址片外可寻址片外 64K64K字节字节 程序存储器程序存储器ROMROM片内片内 21/2621/26个个 特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFRSFR）4 4个个8 8位位 的并行的并行I/OI/O口口（PIOPIO）1 1个个

19、全双工串行口全双工串行口（SIO/UARTSIO/UART）2/32/3个个1616位位定时器定时器/ /计数器计数器（TIMER/COUNTERTIMER/COUNTER）可处理可处理 5/65/6个个中断源，中断源，两级两级中断优先级中断优先级内置内置1 1个个布尔处理器布尔处理器和和1 1个个布尔累加器布尔累加器（CyCy）MCS-51MCS-51指令集含指令集含 111111条指令条指令20212021年年1111月月2020日星期六日星期六2.2 80C512.2 80C51单片机的逻辑结构及信号引脚单片机的逻辑结构及信号引脚武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计

20、单片机应用系统设计教学课件教学课件25252.2.1 80C512.2.1 80C51单片机的内部逻辑结构单片机的内部逻辑结构20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件2626MCS51MCS51系列单片机内部结构简化框图系列单片机内部结构简化框图 20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件27272.2.2 80C512.2.2 80C51单片机的封装与信号引脚单片机的封装与信号引脚

21、（重点重点）武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件282820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件2929认识单片机的引脚认识单片机的引脚MCS-51单片机单片机40脚脚Vcc, GND 2Vcc, GND 2XTAL1, XTAL2 XTAL1, XTAL2 2 2RESETRESET/VPD /VPD (9) (9) 1 1 (P.16)(P.16)EAEA/Vpp (31) /Vpp (31) 1 1ALEALE/PROG /P

22、ROG (30) (30) 1 1PSENPSEN 1 1P0.0P0.0P0.7 P0.7 8 8 P1.0P1.0P1.7 P1.7 8 8 P2.0P2.0P2.7 P2.7 8 8 P3.0P3.0P3.7 P3.7 8 820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3030单片机的引脚单片机的引脚（电源端）（电源端）lVcc, GND(Vss): Vcc, GND(Vss): 正电源端与接地端正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以

23、允许不同的不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3131认识单片机的引脚认识单片机的引脚MCS-51单片机单片机40脚脚Vcc, GND Vcc, GND 2 2XTAL1, XTAL2 XTAL1, XTAL2 2 2RESETRESET/VPD /VPD (9) (9) 1 1 (P.16)(P.16)EAEA/Vpp (31) /Vpp (31) 1 1ALEALE/PR

24、OG /PROG (30) (30) 1 1PSENPSEN 1 1P0.0P0.0P0.7 P0.7 8 8 P1.0P1.0P1.7 P1.7 8 8 P2.0P2.0P2.7 P2.7 8 8 P3.0P3.0P3.7 P3.7 8 820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3232单片机的引脚单片机的引脚（晶振端详见（晶振端详见P.35P.35）lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入片内振荡电路输入/ /输出端输出端151545pf45pfx2

25、x21 112MHz12MHz（MCS-51MCS-51） 0 024MHz24MHz（Atmel-89CAtmel-89C）（参见图（参见图2.122.12）XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2也可以由也可以由XTAL1XTAL1端端接入外部时钟，接入外部时钟，此时应将此时应将XTAL2XTAL2端端接地：接地：XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1外部时钟外部时钟通常通常外接外接一个晶振一个晶振两个电容两个电容20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3333认识单片机的引脚认识

26、单片机的引脚MCS-51单片机单片机40脚脚Vcc, GND Vcc, GND 2 2XTAL1, XTAL2 XTAL1, XTAL2 2 2RESETRESET/VPD /VPD (9) (9) 1 1 (P.16)(P.16)EAEA/Vpp (31) /Vpp (31) 1 1ALEALE/PROG /PROG (30) (30) 1 1PSENPSEN 1 1P0.0P0.0P0.7 P0.7 8 8 P1.0P1.0P1.7 P1.7 8 8 P2.0P2.0P2.7 P2.7 8 8 P3.0P3.0P3.7 P3.7 8 820212021年年1111月月2020日星期六日星期

27、六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3434复位使单片机进入某种确定的复位使单片机进入某种确定的初始状态初始状态： PCPC值归零（值归零（0000H0000H）；）； 各个各个SFR(SFR(专用寄存器专用寄存器) )被赋予初始值：被赋予初始值： P0P0P3 = 0FFHP3 = 0FFH，Acc = 0Acc = 0，B = 0B = 0，TH0=0TH0=0，TL0=0TL0=0，TH1=0TH1=0，TL0=0TL0=0，SP=7SP=7，PSW=0PSW=0( (程序状态字程序状态字) ) 退出处于节电工作方式的停顿状态、退

28、出一切程退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环，序进程、退出程序的死循环，从头开始从头开始。单片机的引脚单片机的引脚（复位端详见（复位端详见P.37）lRESET: RESET: 复位端（正脉冲有效，宽度复位端（正脉冲有效，宽度 8 mS8 mS）（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3535单片机的引脚单片机的引脚（复位端（复位端第二功能第二功能）VPDVPD当电源发生故障，电压降低到下限时，备用当电源发生故障，电压降低到下限时，备用电源经此端

29、向内部电源经此端向内部RAMRAM提供电压，以保护内部提供电压，以保护内部RAMRAM中的信息不丢失。中的信息不丢失。20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3636认识单片机的引脚认识单片机的引脚MCS-51单片机单片机40脚脚Vcc, GND Vcc, GND 2 2XTAL1, XTAL2 XTAL1, XTAL2 2 2RESET/VPD RESET/VPD (9) (9) 1 1 (P.16)(P.16)EAEA/Vpp (31) /Vpp (31) 1 1ALEALE/PRO

30、G /PROG (30) (30) 1 1PSENPSEN 1 1P0.0P0.0P0.7 P0.7 8 8 P1.0P1.0P1.7 P1.7 8 8 P2.0P2.0P2.7 P2.7 8 8 P3.0P3.0P3.7 P3.7 8 820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3737单片机的引脚单片机的引脚（EAEA端）端）lEA/Vpp: EA/Vpp: 寻址外部寻址外部ROMROM控制端控制端/ /编程电源输入端。编程电源输入端。 低有效低有效，只能访问外部只能访问外部ROMRO

31、M， 片内无片内无ROMROM时必须接地时必须接地； 片内片内有有ROMROM时时应当应当接高电平接高电平，可访问内部可访问内部ROMROM， 并延续到外部并延续到外部ROMROM； Vpp:Vpp:对片内对片内ROMROM编程时提供编程时提供2525伏电压；伏电压； 同时，同时，PROGPROG编程脉冲，低电平有效。编程脉冲，低电平有效。（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件3838认识单片机的引脚认识单片机的引脚MCS-51单片机单片机40脚脚Vcc, GND Vcc,

32、 GND 2 2XTAL1, XTAL2 XTAL1, XTAL2 2 2RESET/VPD RESET/VPD (9) (9) 1 1 (P.16)(P.16)EA/Vpp (31) EA/Vpp (31) 1 1ALEALE/PROG /PROG (30) (30) 1 1PSENPSEN 1 1P0.0P0.0P0.7 P0.7 8 8 P1.0P1.0P1.7 P1.7 8 8 P2.0P2.0P2.7 P2.7 8 8 P3.0P3.0P3.7 P3.7 8 820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用

33、系统设计教学课件教学课件3939单片机的引脚单片机的引脚（ALE/PROGALE/PROG端）端）lPROGPROG：编程脉冲，低电平有效。编程脉冲，低电平有效。lALE: ALE: 地址锁存控制信号，高电平有效。地址锁存控制信号，高电平有效。 首先，作为首先，作为P0P0口输出的低口输出的低8 8位地址锁存；位地址锁存； 其次，作外部时钟或外部定时脉冲。其次，作外部时钟或外部定时脉冲。 （它是六分之一晶振频率正脉冲）（它是六分之一晶振频率正脉冲）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件

34、4040认识单片机的引脚认识单片机的引脚MCS-51单片机单片机40脚脚Vcc, GND Vcc, GND 2 2XTAL1, XTAL2 XTAL1, XTAL2 2 2RESET/VPD RESET/VPD (9) (9) 1 1 (P.16)(P.16)EA/Vpp (31) EA/Vpp (31) 1 1ALE/PROG ALE/PROG (30) (30) 1 1PSENPSEN 1 1P0.0P0.0P0.7 P0.7 8 8 P1.0P1.0P1.7 P1.7 8 8 P2.0P2.0P2.7 P2.7 8 8 P3.0P3.0P3.7 P3.7 8 820212021年年111

35、1月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件4141单片机的引脚单片机的引脚（PSEN端）端）lPSENPSEN：外部外部ROMROM读选通信号读选通信号(P.14)(P.14) 寻址外部程序存储器时选通外部寻址外部程序存储器时选通外部EPROMEPROM的的 读控制端读控制端（OEOE），），低电平有效。低电平有效。单片机单片机锁 存 器锁 存 器74LS373P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROM（重点重点）20212021年年111

36、1月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件4242认识单片机的引脚认识单片机的引脚MCS-51单片机单片机40脚脚Vcc, GND Vcc, GND 2 2XTAL1, XTAL2 XTAL1, XTAL2 2 2RESET/VPD RESET/VPD (9) (9) 1 1 (P.16)(P.16)EA/Vpp (31) EA/Vpp (31) 1 1ALE/PROG ALE/PROG (30) (30) 1 1PSEN PSEN 1 1P0.0P0.0P0.7 P0.7 8 8 P1.0P1.0P1.7 P1.

37、7 8 8 P2.0P2.0P2.7P2.7 8 8 P3.0P3.0P3.7 P3.7 8 820212021年年1111月月2020日星期六日星期六第一功能：作为并口使用第一功能：作为并口使用 P0.0P0.7P0.0P0.7 P1.0P1.7 P1.0P1.7 P2.0P2.7 P2.0P2.7 P3.0P3.7 P3.0P3.7 第二功能：第二功能： P3.0P3.7 P3.0P3.7 作为串口使用作为串口使用 （见（见P.23P.23表表2-12-1）武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件4343单片机的引脚单片机的引脚（I/OI

38、/O端）端）（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件44442.3 80C512.3 80C51单片机的内部存储器单片机的内部存储器l80C5180C51内部内部共有共有256256个数据存储单元，通常分为个数据存储单元，通常分为两部分两部分： 低低128128单元（单元（00H00H7FH7FH）和高）和高128128单元（单元（80H-FFH80H-FFH）l片内片内RAMRAM低低128128字节（字节（00H00H7FH7FH）称为）称为内部（片内内部（片内RAMRA

39、M）存储器）存储器 片内片内RAMRAM前前3232个单元是工作寄存器区个单元是工作寄存器区(00H(00H1FH)1FH)，分，分4 4组组(P.24)(P.24) 片内片内RAMRAM有有128128个可按位寻址的位，占个可按位寻址的位，占1616个单元个单元 位地址为：位地址为：00H00H7FH7FH，分布在，分布在20H20H2FH2FH单元单元(P.25.(P.25.表表2.22)2.22)l片内片内2121个特殊功能寄存器个特殊功能寄存器(SFR)(SFR)中：地址号能被中：地址号能被8 8整除的整除的SFRSFR中的中的各位各位也可也可按位寻址（按位寻址（P.24P.24图图2

40、.32.3和和P.29P.29表表2.52.5）l可寻址片外可寻址片外RAMRAM 64K64K字节字节 （0000H0000HFFFFHFFFFH）l可寻址片外可寻址片外ROMROM 64K64K字节字节 （0000H0000HFFFFHFFFFH）l片内片内 Flash Flash ROMROM 4K4K字节字节 （000H000HFFFHFFFH）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件4545数据存储器数据存储器RAMRAM（Random Access MemoryRandom

41、Access Memory）程序存储器程序存储器ROMROM（Read Only MemoryRead Only Memory）闪速存储器闪速存储器Flash Memory (ATMELFlash Memory (ATMEL公司的公司的51)51)EPROMEPROM（UVUV）Erasable Programmable ROMErasable Programmable ROMEEPROM/EEEPROM/E2 2PROMPROMElectrical Erasable Electrical Erasable Programmable ROM Programmable ROM静态存储器静态存储器

42、SRAMSRAMStatic RAMStatic RAM （动态存储器（动态存储器DRAMDRAMDynamic RAMDynamic RAM）按字节寻址：每个字节按字节寻址：每个字节(8(8个位个位) )占一个地址占一个地址按位寻址：有的存储器每一个位就有一个地址按位寻址：有的存储器每一个位就有一个地址几个有关几个有关单片机存储器的单片机存储器的概念：概念：20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件464620212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理

43、工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件474720212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件484820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件4949三三态态输输入入输输出出缓缓冲冲器器读读/写控制逻辑写控制逻辑地地址址寄寄存存器器地地址址译译码码器器存储体存储体256个单元个单元存储器的基本组成存储器的基本组成(a) 存储器存储器W/RA0A1A7D1D0D7

44、ana3a2a1a0(b) 存储体存储体K+nK+2K+1K20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件5050物理上分为：物理上分为：4个空间，即片内个空间，即片内ROM、片外、片外ROM 片内片内RAM、片外、片外RAM逻辑上分为逻辑上分为: : 3个空间，个空间， 即程序内存（片内、外）统一编址即程序内存（片内、外）统一编址 MOVC 数据存储器（片内）数据存储器（片内） MOV 数据存储器（片外）数据存储器（片外） MOVX冯冯.诺依曼结构诺依曼结构哈佛结构哈佛结构改进哈佛结构（改进

45、哈佛结构（指程序和数据空间独立的 体系结构，的是为了减轻 程序运行时的访存瓶颈。）（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件5151物理结构（哈佛结构）物理结构（哈佛结构）89C5189C51存储器存储器程序存储器程序存储器ROMROM数据存储器数据存储器ROMROM片内程序存储器片内程序存储器片外程序存储器片外程序存储器片内数据存储器片内数据存储器片外数据存储器片外数据存储器武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件52521

46、2345678910111213142827262524232221 201918171615EPROM276412345678910111213142827262524232221 201918171615EPROM27641234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222112345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 12345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 8031

47、8751805189C51256B（字节）4K64K64K20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件535320212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件54542.3.1 2.3.1 内部数据存储器低内部数据存储器低128128单元区单元区（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六工作寄存器区工作寄存器区武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计

48、单片机应用系统设计教学课件教学课件55552.3.1 2.3.1 内部数据存储器低内部数据存储器低128128单元区单元区l片内片内RAMRAM 128128字节字节（00H00H7FH7FH）00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区用户用户RAM区区堆栈、数据缓冲堆栈、数据缓冲位寻址区位寻址区SFR分布在分布在80H-FFH其中其中92个位个位可位寻址可位寻址80H80HFFHFFH所有的所有的RAMRAM区区( (包括位包括位寻址区、工作寄存器寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放区）都可以用于存放

49、数据，故也称为数据，故也称为数据数据缓存寄存器缓存寄存器8051 128128字节字节（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六工作寄存器区工作寄存器区武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件56561. 1. 工作寄存器区工作寄存器区l片内片内RAMRAM前前3232个单元是个单元是工作寄存器区工作寄存器区 (00H(00H1FH)1FH)00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区用户用户RAM区区堆栈、数据缓冲堆栈、数据缓

50、冲位寻址区位寻址区20212021年年1111月月2020日星期六日星期六工作寄存器区工作寄存器区武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件575700H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区用户用户RAM区区堆栈、数据缓冲堆栈、数据缓冲位寻址区位寻址区R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器区工作寄存器区3工作寄存器区工作寄存器区2工作寄存器区工作寄存器区1工作寄存器区工作寄存器区00FH10

51、H17H18Hl片内片内RAMRAM前前3232个单元是个单元是工作寄存器区工作寄存器区 (00H(00H1FH)1FH)通过设置通过设置PSWPSW中的中的RSRS1 1、RSRS0 0来选择一组寄存器。来选择一组寄存器。一次仅一组，一次仅一组，P.27表表2.3（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件585820212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件595920212

52、021年年1111月月2020日星期六日星期六工作寄存器区工作寄存器区1FH1FH武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件60602. 2. 位寻址区位寻址区00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区用户用户RAM区区堆栈、数据缓冲堆栈、数据缓冲位寻址区位寻址区l片内片内RAMRAM中有中有128128个可按位寻址的位。个可按位寻址的位。 位地址位地址: :00H00H7FH 7FH 分布在分布在: :20H20H2FH2FH单元单元可作一般单元进行字节操作，可作

53、一般单元进行字节操作，也可以对单元中的每一位进行操作。也可以对单元中的每一位进行操作。P.25P.25表表2.22.220212021年年1111月月2020日星期六日星期六7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78工作寄存器区工作寄存器区l片内片内RAMRAM中有中有128128个可按位寻址的位。个可按位寻址的位。 位地址位地址: :00H00H7FH 7FH 分布在分布在: :20H20H2FH2FH单元单元1FH1FH武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件616100H00H20H20H2FH2FH7FH7FH30H30H80H8

54、0HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区用户用户RAM区区堆栈、数据缓冲堆栈、数据缓冲位寻址区位寻址区27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH单元地址单元地址07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D 0C 0B 0A 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3D 3C 3B 3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 40位地址位地址总共总共128128个可个可按位按位寻址寻址的位的位（重点重点）20212021年年1111月月2020日星期六日星期六武汉理工大学机电学院武汉理工大学机电学院单片机应用系统设计单片机应用系统设计教学课件教学课件6262202120