单片机原理及应用：第3章 MCS-51单片机结构与原理

1、单片机原理及应用（第三章 MCS-51单片机结构与原理）教学内容8051单片机基本组成8051单片机引脚并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAGE: 2 一、8051单片机基本组成单片机的基本结构包括中央处理器(CPU) 、存储器、定时/计数器、输入输出接口、中断控制系统和时钟电路六部分。DATE: 2022/7/17PAGE: 3 一、8051单片机基本组成中央处理器(CPU) ：包括运算器和控制器两部分，是单片机的核心。运算器可用于各种运算，控制器用于控制单片机各部分协调工作。存储器：用于存放程序和原始数据。 DATE: 2022/7/17PAGE: 4 一、8051单片

2、机基本组成定时/计数器：实现定时或计数功能。输入输出接口（I/O）实现单片机与其他设备之间的数据传送。中断控制系统: 用于响应中断源的中断请求；时钟电路：为单片机产生时钟脉冲序列，使其正常工作。DATE: 2022/7/17PAGE: 5 二、8051单片机引脚DATE: 2022/7/17PAGE: 6 电源引脚: VCC (40脚)和VSS(20脚)分别接供电电源正极和负极。时钟电路引脚:单片机需要有时钟脉冲信号才能工作，经(18脚)和 (19脚)接振荡电路。二、8051单片机引脚DATE: 2022/7/17PAGE: 7 控制信号引脚包括以下4个:EA( 31脚):当EA接高电平时先内

3、后外执行ROM程序。接低电平时只执行外部ROM程序。RST (9脚):当输入两个机器周期以上的高电平时实现复位，使单片机初始化并重新执行程序。ALE (30脚):访问外部存储器和其他外设时，ALE控制低8位地址和数据的分时传送。PSEN (29脚):低电平时允许读出存储在片外ROM中的指令码。二、8051单片机引脚DATE: 2022/7/17PAGE: 8 4、并行输入/输出引脚共32个：PO口(39-32脚)：可作地址/数据总线端口用，也可作普通I/O口用。P1口(1-8脚)：一般只用作I/O端口。P2口(21-28脚)：当访问外部存储器时可输出高8位地址，也可作普通I/O端口使用。P3口

4、(10-17脚): 主要用其第二功能，也可作普通I/O口用。二、8051单片机引脚DATE: 2022/7/17PAGE: 9 三、并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAGE: 10 P0口作为地址/数据线使用输出：控制端使转换开关接地址数据端，由地址数据端控制效应管T1、 T2通断实现输出0/1地址或数据。输入：数据信号则直接从引脚到达输入缓冲器的输入端，此时再给三态门的读引脚送一个读控制信号（高电平）就可以通过三态门送到内部总线。三、并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAGE: 11 2、P0口作为通用I/O口使用输出：控制端使转换开关MUX接锁存器反向

5、输出端，由锁存器控制效应管T1和T2通断实现输出引脚电平。P0口需要外接上拉电阻才能做通用I/O口使用。输入：读端口通过G1缓冲器把锁存器Q端的状态读进来。读引脚通过“读引脚”信号把缓冲器G2打开，使引脚上的外部数据（这些数据一般来自外围电路），经缓冲器读进内部总线。 三、并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAGE: 12 P1口作为通用I/O使用由于P1口只能作为通用的I/O口使用，其输入和输出都由总线经锁存器控制，过程与P0口相似。由于电路中已有上拉电阻，使引脚可获得高电平输出，所以在使用时无需再外接上拉电阻。三、并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAG

6、E: 13 P2口结构与工作原理 P2口可以作为通用I/O口使用，也可在存储器扩展时作高位地址线使用。 当P2口作为高位地址线使用时，多路转换开关接通“地址”端，从而在P2口的引脚上输出高8位地址(A8-A15 )。 当P2口作为通用的I/O口使用时多路转换开关接锁存器输出端，输出过程与P1口基本相同。三、并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAGE: 14 P3口结构与工作原理第二功能：输出：锁存器预先置1，先截止T1，第二功能端经与非门控制场效应管实现输出。输入：锁存器输出和“第二输出功能”线都保持高电平，使场效应管截止，经G3输出端可取得该信号。三、并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAGE: 15 P3口做通用I/O口使用输出：“第二输出功能”信号线保持高电平，使与非门的输出由锁存器输出端决定，使输出信号由锁存器经与非门控制场效应管的通断得到。输入：锁存器置“1”且使“第二输出功能”线保持高电平，从而使场效应管截止，使输入数据通过三态缓冲器G2的输出端得到。三、并行输入/输出端口结构DATE: 2022/7/17PAGE: 16 四个并口（P0-P3）在读引脚之前，都需要将锁存器置“1”,使场效应管截