单片机硬件结构

单片机硬件结构第1页，共38页，2023年，2月20日，星期一3．1单片机概述一、定义：采用一定的工艺手段将CPU、存储器、I/O口集成在一个芯片上。二、特点：抗干扰性强，工作温度范围宽；可靠性高；控制功能很强，数值计算能力较差；指令系统比通用微机系统简单；更新换代速度比通用微机处理器慢多。第2页，共38页，2023年，2月20日，星期一三、应用：智能仪表中的应用机电一体化中的应用实时控制中的应用军工领域的应用分布式多机系统中的应用民用电子产品中的应用第3页，共38页，2023年，2月20日，星期一四、发展趁势

CPU的改进存储器的发展片内I/O的改进外围电路内装化低功耗与工作电压范围加宽低噪声与高可靠性技术ISP及IAP第4页，共38页，2023年，2月20日，星期一二、常用的单片机产品

MCS单片机AVR单片机PIC单片机MSP单片机ARM处理器DSP处理器第5页，共38页，2023年，2月20日，星期一三、单片机应用系统第6页，共38页，2023年，2月20日，星期一第7页，共38页，2023年，2月20日，星期一四、单片机应用系统开发概述

开发环境的软硬件构成第8页，共38页，2023年，2月20日，星期一有关的软件平台：PROTEL：PROTEUS：WAVE：KEILC51：第9页，共38页，2023年，2月20日，星期一单片机的在线编程ISP---在线系统编程IAP---在线应用编程第10页，共38页，2023年，2月20日，星期一3.2总体结构包括四个问题：一、内部结构二、外部引脚三、总线图四、微处理器第11页，共38页，2023年，2月20日，星期一讲到单片机都有个系列问题MCS-51：

基本型

51子系列(8031\8051\8751)

增强型

52子系列(8032\8052\8752)

特殊型

所有的基础都是基本型。第12页，共38页，2023年，2月20日，星期一一、内部结构8位的CPU；128个字节的片内RAM；4K字节的片内ROM程序存储器(8031无)外部的RAM和ROM的寻址范围为64K21个字节的专用寄存器4个8位并行I/O口1个全双工的串行口2个16位的定时器/计数器5个中断源、2个中断优先级111条指令。第13页，共38页，2023年，2月20日，星期一内部结构框图：第14页，共38页，2023年，2月20日，星期一二、外部引脚及说明P3口第二功能：第15页，共38页，2023年，2月20日，星期一三、总线图第16页，共38页，2023年，2月20日，星期一四、CPU

CPU又称为微处理器，是单片机内部的核心部件，它决定了单片机的重要功能特性。它由运算器和控制器两大部分组成。对CPU的使用就是对CPU中的寄存器的使用。第17页，共38页，2023年，2月20日，星期一有关的寄存器累加器ACC寄存器B程序状态字PSW布尔处理器C程序计数器PC数据指针DPTR堆栈指针SP第18页，共38页，2023年，2月20日，星期一3.3存储器结构从物理结构上可分为2部分：一、程序存储器

1、编址与访问

2、程序的7个特殊入口地址二、数据存储器

1、编址与访问

2、片内数据存储器

3、特殊功能寄存器块

第19页，共38页，2023年，2月20日，星期一一、程序存储器

程序存储器通常存放程序指令、常数及表格等，系统在运行过程中不能修改其中的数据。第20页，共38页，2023年，2月20日，星期一1．编址与访问第21页，共38页，2023年，2月20日，星期一2．程序的几个特殊地址:第22页，共38页，2023年，2月20日，星期一复位0000H外部中断00003H

定时器/计数器0溢出000BH

外部中断10013H

定时器/计数器1溢出001BH

串行口中断0023H

（定时器/计数器2溢出002BH）第23页，共38页，2023年，2月20日，星期一二、数据存储器

数据存储器则存放缓冲数据，系统在运行过程中可修改其中的数据。包括:

1、编址与访问

2、片内数据存储器

3、特殊功能寄存器块第24页，共38页，2023年，2月20日，星期一1．编址与访问第25页，共38页，2023年，2月20日，星期一2、片内数据存储器第26页，共38页，2023年，2月20日，星期一

00H～1FH20H～2FH30H～7FH堆栈：片内RAM、初始化时SP=07H

向上生长的一般程序的开始：

MOVSP，#60H第27页，共38页，2023年，2月20日，星期一3、特殊功能寄存器块特殊功能寄存器又称为专用寄存器专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。P70表3-53-6第28页，共38页，2023年，2月20日，星期一3.4并行的I/O口一、P1口二、P3口三、P0口四、P2口第29页，共38页，2023年，2月20日，星期一1、P1口：第30页，共38页，2023年，2月20日，星期一2、P3口：第31页，共38页，2023年，2月20日，星期一3、P0口：第32页，共38页，2023年，2月20日，星期一4、P2口：第33页，共38页，2023年，2月20日，星期一3.5辅助电路及时序一、时钟电路二、复位电路三、时序第34页，共38页，2023年，2月20日，星期一一、时钟电路第35页，共38页，2023年，2月20日，星期一二、复位电路第36页，共38页，2023年，2月20日，星期一三、时序（1）振荡周期（2）状态周期（3）机器周期（4）指令周期外部晶振的2分频是MCS-51单片机的内部时钟周期，6个时钟周期构成了单片机的1个机器周期。第37页，共38页，2023年，2月20日，星期一本章小结：本章从应用的角度讨论MCS-