MCS-51单片机的硬件结构.ppt

1、第二章 MCS-51单片机的硬件结构,2.1 MCS-51单片机的组成及工作原理,2.2 存 储 器,2.1.2 MCS-51单片机的引脚功能,2.1.1 MCS-51单片机的结构与特点,2.1.3 振荡器、时钟电路和CPU时序,2.1.5 复位和低功耗操作,2.1.4 并 行 I/O 端口,2.1.1 MCS-51单片机的结构与特点 1、MCS-51单片机的基本组成,单片机内部包含了下列几个部件：一个8位CPU一个片内振荡器及时钟电路4K字节程序存储器128字节数据存储器两个16位定时器/计数器一个可编程全双工串行口四个8位可编程并行I/O端口64K字节外部数据存储器和64K字节程序存储器扩

2、展控制电路五个中断源；两个优先级嵌套中断结构,2、MCS-51单片机处理器及内部结构,1.运算器 2.程序计数器PC 3.指令寄存器 4.工作寄存器区 5.专用寄存器区 6.堆栈 7标志寄存,3、MCS-51单片机系列,2.1.2 MCS-51单片机的引脚功能,1、主电源引脚：Vcc和Vss2、外接晶体引脚XTAL1 和XTAL23、控制或其它电源复用引脚RST/VPD 、ALE/ PROG、PSEN、EA/VPP 4、输入/输出引脚 P0.0P0.7、 P1.0 P1.7、 P2.0 P2.7、 P3.0P3.7,（1）P0.0 P0.7 P0是一个8位漏极开路型双向I/O口。在访问外部存储

3、器时可作为地址（低8位）/数据分时复用总线使用。作为地址/数据分时复用总线时，在访问存储器期间它能激活内部的上拉电阻，此时P0成为一个双向口。在EPROM型单片机编程时，P0接收指令，而在验证程序时，则输出指令。验证时，要求外接上拉电阻。P0能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL电路。,（2）P1.0 P1.7（18）P1是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口。在对EPROM型单片机编程和验证程序时，它接收低8位地址。P1能驱动（吸收或输出电流）4个LSTTL电路。（3）P2.0 P2.7（2128）P2是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口。在访问外部存储器时，它送出高8位地址。在对EPR

4、OM型单片机编程和程序验证期间，它接收高8位地址。P2可以驱动（吸收或输出电流）4个LSTTL电路。,（4）P3.0 P3.7（1017）P3内部带上拉电阻的8位准双向I/O口。P3能驱动（吸收或输出电流）4个LSTTL电路，P3每个引脚分别具有第二功能。,P3各口线的第二功能 口线 第二功能 P3.0 RXD（串行口输入） P3.1 TXD（串行口输出） P3.2 INT0（外部中断0外部输入） P3.3 INT1（外部中断1外部输入） P3.4 T0（定时器/计数器0 外部输入） P3.5 T1（定时器/计数器1 外部输入） P3.6 WR（外部数据存储器写选通） P3.7 RD （外部数

5、据存储器读选通）,2.1.3 振荡器、时钟电路和CPU时序1、振荡器、时钟电路,石英晶体可以在1.2至12之间选择，外接电容的值虽然没有严格的要求。,采用外部振荡器来产生时钟。,2、CPU时序,2.1.4 并 行 I/O 端口,1、P0口,2、P1口,3、P2口,4、P3口,2.1.5 复位和低功耗操作 1、复位硬件复位电路,寄存器 内容 寄存器 内容 PC 0000H TH0 00H ACC 00H TL0 00H B 00H TH1 00H PSW 00H TL1 00H SP 07H TH2 00H DPTR 0000H TL2 00H P0P3 0FFH RLDH 00H IP 000

6、000B RLDL 00H IE 0000000B SCON 00H TMOD 00H SBUF 不确定 TCON 00H PCON 00000B,2、低功耗操作 （1）待机方式 （2） 掉电方式,2.2 存 储 器2.2.1 半导体存储器一、 只读存储器ROM掩膜编程的ROM现场编程ROM（PROM）可改写的现场编程ROM（EPROM）EPROM又可分为两种，即用紫外线擦除的EPROM，简称UVEPROM（Ultraviolet-Erasable Programmable ROM）。另一种为电擦除的EPROM，简称EEPROM（Electrically Erasable Programmab

7、le Rom）。二、随机存取存储器RAM静态RAM动态RAM,2.2.2 MCS-51单片机存储器的配置和组织 从物理地址空间分析，MCS51有4个存储器空间：片内程序存储器和片外程序存储器以及片内数据存储器和片外数据存储器。 从逻辑地址空间分析，MCS51有3个存储器空间：片内外统一的64KB的程序存储器地址空间，256B（对51子系列）或384B（对52子系列）的内部数据存储器地址空间（其中128B的专用寄存器地址空间），以及64KB的外部数据存储器地址空间。,1、程序存储器,64KB程序存储器中有7个单元具有特殊功能。0000H单元，MCS-51系统复位后程序计数器PC的内容为0000H

8、，,2、内部数据存储器,内部数据存储器在物理上又可以分为3个不同的块：00H7FH（0127）单元组成的低128字节的RAM块；80H0FFH（128255）单元组成的高128字节的RAM块（仅为52子系列所有）；以及80H0FFH（128255）高128字节的专用寄存器块（SFR）。 在51子系列中，只有低128字节的RAM块和高128字节的专用寄存器块。 52子系列中，高128字节的RAM块与专用寄存器块的地址是重合的。究竟访问哪一块是通过不同的寻址方式加以区分。访问高128字节RAM时采用寄存器间接寻址方式，访问SFR块时则只能采用直接寻址方式。访问低128字节RAM时，两种寻址方式都可

9、以采用。,1.内部RAM,2.专用寄存器,部份专用寄存器的功能,（1）程序计数器PC （2）累加器ACC （3）B寄存器 （4）程序状态字PSW,CY（PSW7）进位标志 AC（PSW6）辅助进位标志 F0（PSW5）标志0 RS1、RS0（PSW4 、PSW3）寄存器区选择控制位 OV（PSW2）溢出标志 PSW1是保留位，未用 P（PSW0）奇偶标志,（5）堆栈指针SP （6）数据指针DPTR （7）端口 P0P3 专用寄存器P0、P1、P2、P3分别是I/O端口P0P3的锁存器。 （8）串行数据缓冲器SBUF （9）定时器/计数器 TH0，TL0，TH1，TL1，TH2，TL2 （10）其它控制寄存器 IP、IE、TMOD、TCON、T2CON、SCON和PCON,2.2.3 程序存储器的扩展,MCS51系统中，除了8051/8751内部驻留4KB的ROM/EPROM，8052/8752内部驻留8KB的ROM/EPROM外，其余型号的芯片内部均无程序存储器。即使内部具有程序存储器的芯片其容量也很小，因此实际应用中就可以利