单片机主题知识讲座

嵌入式系统基础主讲：

李静第2章

单片机初步应用单片机主题知识讲座第1页第2章单片机初步应用2.151单片机最小系统1.51单片机硬件结构电子系

李静图2.18051单片机功效结构图电子系

李静单片机主题知识讲座第2页2.189C51单片机最小系统电子系

李静8051单片机内部包含以下部件

一个8位CPU。一个片内时钟振荡器以及时钟电路。4KB程序存放器ROM。128B数据存放器RAM。最大可寻址64KB外部程序存放器和数据存放器。21个特殊功效存放器SFR。4个8位并行I/O口，共32根I/O线。1个全双工串行口。2个16位定时器/计数器。含有5个中止源，2个优先级中止结构。含有位寻址功效位处理器，适合用于位（布尔）处理。单片机主题知识讲座第3页2.189C51单片机最小系统电子系

李静图2.28051引脚图（a）DIP引脚排列图；（b）逻辑符号图单片机主题知识讲座第4页2.189C51单片机最小系统电源引脚——GND，VCC时钟引脚——XTAL1，XTAL2控制引脚RSTALE/

/VPP输入输出引脚P0~P3电子系

李静单片机主题知识讲座第5页2.189C51单片机最小系统电子系

李静位（布尔）处理器控制器程序计数器PC指令存放器指令译码电路数据地址指针DPTR定时控制与条件转移逻辑电路运算器算术逻辑运算部件ALU累加器ACC存放器Ｂ暂存存放器程序状态字存放器PSW堆栈指针SP一些专用存放器MCS-51片内CPU还是一个性能优异位处理器，也就是说MCS-51实际上又含有一个完整一位微型计算机。这个一位机有自已CPU、位存放器、位累加器、I/O接口和指令系统。它们组成了一个完整、独立而且功效很强位处理单片机。CPU单片机主题知识讲座第6页2.189C51单片机最小系统电子系

李静图2.389C51单片机内部逻辑结构图单片机主题知识讲座第7页2.189C51单片机最小系统电子系

李静图2.451单片机时钟源（a）内部振荡器方式；（b）外时钟源接法；（c）外时钟源接法时钟电路单片机主题知识讲座第8页2.189C51单片机最小系统电子系

李静CPU时序振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期一个机器周期由6个状态周期（12个振荡脉冲）组成，分为6个状态：S1～S6。每个状态又分为2拍：P1和P2。所以，一个机器周期中12个振荡周期表示为S1P1，S1P2，…S6P1，S6P2。图2.5

各种周期之间关系图单片机主题知识讲座第9页2.189C51单片机最小系统电子系

李静图2.6MCS-51单片机取指、执行时序单片机主题知识讲座第10页2.189C51单片机最小系统电子系

李静图2.7

复位电路（a）上电复位方式；（b）按钮复位方式在图2.6（a）中，当振荡频率fose=12MHz时，经典值C=10μF，R=8.2kΩ；当振荡频率fose=6MHz时，经典值C=20μF，R=1kΩ。在图2.9（b）中，当振荡频率fose=6MHz时，经典值C=20μF，R1=1kΩ，R2=0.2kΩ复位电路单片机主题知识讲座第11页2.189C51单片机最小系统2.51单片机存放器结构电子系

李静MCS-51单片机存放器物理上各自独立，数据和程序分别存放片内数据存放器片外程序存放器片内程序存放器片外数据存放器单片机主题知识讲座第12页2.189C51单片机最小系统电子系

李静图2.88051存放器地址空间片内外统一编址ROM地址空间64KB片外RAM地址空间0000H~0002H:系统复位后，PC为0000H0003H：外部中止0中止入口地址000BH：定时计数器0中止入口地址0013H：外部中止1中止入口地址001BH：定时计数器1中止入口地址0023H：串行口中止入口地址单片机主题知识讲座第13页2.189C51单片机最小系统电子系

李静图2.9

内部RAM地址空间分布图单片机主题知识讲座第14页2.189C51单片机最小系统电子系

李静存放器B乘除法运算中，A*B=BA;A/B,商A余B。数据指针DPTR16位,DPH,DPL,访问片外程序存放器时做基址存放器。堆栈指针SP初始值07H堆栈：先进后出标准；入栈（PUSH）出栈（POP）。单片机主题知识讲座第15页2.251单片机I/O系统电子系

李静输入输出端口——P0图2.10P0口某位结构VT1VT212C使用ALE信号作为低8位地址锁存控制信号。ALE接到外部锁存器时，高电平期间，51p0输出地址，低电平时锁存器将地址锁存，在ALE低电平时，（PSEN为低）p0口能够传输数据（指令），这么就能够地址/数据复用了。单片机主题知识讲座第16页2.251单片机I/O系统电子系

李静输入输出端口——P1图2.11P1口某位结构单片机主题知识讲座第17页2.251单片机I/O系统电子系

李静输入输出端口——P2图2.12P2口某位结构单片机主题知识讲座第18页2.251单片机I/O系统电子系

李静输入输出端口——P3图2.13P3口某位结构单片机主题知识讲座第19页2.251单片机I/O系统电子系

李静I/O口——小结P0口（P0.0～P0.7）是一个8位漏极开路双向I/O口。第二功效是在访问外部存放器时，它分时作为低8位地址线和8位双向数据线。当P0口作为普通输入口使用时，应先向口锁存器写“1”。P1口（P1.0～P1.7）是一个内部带上拉电阻准双向I/O口。当P1口作为普通输入口使用时，应先向口锁存器写“1”。P2口（P2.0～P2.7）也是一个内部带上拉电阻8位准双向I/O口。第二功效是在访问外部存放器时，作为高8位地址线。P3口（P3.0～P3.7）也是一个内部带上拉电阻8位准双向I/O口。P3口除了作为普通准双向口使用外，每个引脚还有其第