【单片机原理与C51编程】课件 第二章 单片机硬件结构和原理

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MCS第二章 MCS-51 单片机的硬件结构MCS-51单片机的内部结构 2.1 MCS-51单片机的内部结构 MCS-51单片机的引脚功能 时钟电路、 单片机的引脚功能、 2.2 MCS-51单片机的引脚功能、时钟电路、复位电路 2.3 MCS-51I/0端口结构 MCS-51I/0端口结构

2.4 MCS-51单片机的存储器结构 MCS-51单片机的存储器结构

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MCS2.1 MCS-51 单片机的硬件结构CPU, 片内有振荡器和时钟电路,工作频率为(Atmel 89Cxx 8 位的 CPU , 片内有振荡器和时钟电路, 工作频率为(Atmel 89Cxx 24MHz MHz) 为0~24MHz) 128/256字节 片内有 128/256字节 RAM K/4K/8 程序存储器ROM 片内有 0K/4K/8K字节 程序存储器ROM 64K 数据存储器RAM 可寻址片外 64K字节 数据存储器RAM 64K 程序存储器ROM 可寻址片外 64K字节 程序存储器ROM 21/26个 特殊功能寄存器(SFR) 片内 21/26个 特殊功能寄存器(SFR) 的并行I/O I/O口 PIO) 4个8位 的并行I/O口(PIO) 全双工串行口(SIO/UART) 1个 全双工串行口(SIO/UART) 16位 定时器/计数器(TIMER/COUNTER) 2/3个16位 定时器/计数器(TIMER/COUNTER) 个中断源， 可处理 5/6个中断源，两级中断优先级 内置1个布尔处理器和1个布尔累加器(Cy) 内置1个布尔处理器和1个布尔累加器(Cy) MCS-51指令集含 111条指令 指汇编语言) 条指令( MCS-51指令集含 111条指令(指汇编语言)

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MCS2.1 MCS-51 单片机的硬件结构片内存储器(字节) 片内存储器(字节) 系列 无 Intel MCSMCS-51 子系列 Intel MCSMCS-52 子系列 ATEML 89C系列 89C系列 常用型) (常用型) 8031 80C31 8032 80C32 片内ROM 片内ROM 有ROM 8051 80C51 (4K字节 字节) (4K字节) 8052 80C52 (8K字节 字节) (8K字节) 有EPROM 片内 RAM 定时器 计数器 并行 I/O 串行 I/O 中 断 源

8751 128 87C51 字节 (4K字节 字节) (4K字节) 8752 256 87C52 字节 (8K字节 字节) (8K字节)

2x16

4x8位 4x8位

1

5

3x16

4x8位 4x8位

1

6

1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K) 128 20条引脚DIP封装 条引脚DIP封装) (20条引脚DIP封装) 89C51(4K)/ 89C52(8K) 40条引脚DIP封装 条引脚DIP封装) (40条引脚DIP封装) 128/ 256

2 2/3

15 32

1 1

5 5/6

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MCS2.1 MCS-51 单片机的硬件结构内部结构框图

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MCS2.1 MCS-51 单片机的硬件结构按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来 按功能可分成 个部件，通过片内单一总线连接起来. 个部件 控制方式： 控制方式：SFR对各功能部件集中控制 对各功能部件集中控制2.数据存储器 2.数据存储器 1.微处理器 1.微处理器 CPU 运算部件 A A1 2

4.I/O口 4.I/O口

3.程序存储器 3.程序存储器

8RAM P0口 P0口

8P2口 P2口

(EPROM) ROM

8.特殊功能 8.特殊功能 寄存器

B

控制部件片内总线 P E EA A E RE E P1口 P1口 8

口

串 行

C/ P3口 P3口 8

中断 系统

R

7.中断系统 7.中断系统

5.串行口 5.串行口

6.定

时/ 6.定时/计数器 定时

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MCS2.1 MCS-51 单片机的硬件结构各功能部件： 各功能部件：1.CPU(微处理器) 1.CPU(微处理器) 2.数据存储器(RAM) 2.数据存储器(RAM) 数据存储器 片内为128个字节(52子系列的为256个字节) 片内为128个字节(52子系列的为256个字节) 128个字节 子系列的为256个字节 3.程序存储器(ROM/EPROM) 3.程序存储器(ROM/EPROM) 程序存储器 8031:无此部件； 8031:无此部件； 无此部件 8051:4K字节ROM; 8051:4K字节ROM; 字节ROM 8751:4K字节EPROM 8751:4K字节EPROM ; 字节 字节闪存。 89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K 字节闪存。

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MCS2.1 MCS-51 单片机的硬件结构P1口 P2口 P3口 P0口 个并行8 I/O口 4. P1口、P2口、P3口、P0口：为4个并行8位I/O口。 5. 串行口 1个全双工的异步串行口 定时器/ 6. 定时器/计数器 7. 中断系统 8. 特殊功能寄存器(SFR) 特殊功能寄存器(SFR) 共有21个 是一个具有特殊功能的RAM区 共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。 21 RAM

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MCS2.2 MCS-51 单片机的引脚功能MCS-51单片机 40脚 MCS-51单片机 40脚Vcc, GND XTAL1, XTAL2 RESET EA/Vpp ALE/PROG PSEN P0.0— P0.0—P0.7 P1.0— P1.0—P1.7 P2.0— P2.0—P2.7 P3.0— P3.0—P3.7 2 2 1 1 1 1 8 8 8 8

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MCS2.2 MCS-51 单片机的引脚功能引脚 引脚电 源 及 时 钟 引 脚X1 X2 EA PSEN ALE RST VCC GND P0 P1 P0.0~P07 P10~P17 P20~P27 P30~P37

引脚并行I/O口引脚 并行I/O口引脚 I/O

89C51P2 P3

引 脚

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MCS2.2 MCS-51 单片机的引脚功能1、电源及时钟引脚 电源和地( GND) 正电源端与接地端( 电源和地(Vcc, GND): 正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V) 不同的单片机可以允许不同的工作电压， 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。实验用5 电池4节串接供电。 的功耗也不同。实验用5#电池4节串接供电。 晶振( XTAL2) 晶振(XTAL1, XTAL2): 片内振荡电路输入/输出端。 片内振荡电路输入/输出端。

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MCS2.2 MCS-51 单片机的引脚功能时钟电路 通常外接一个 通常外接一个 晶振两个电容 XTAL1端接 也可以由 XTAL1端接 入外部时钟， 入外部时钟，此时应 XTAL2接地 接地。 将 XTAL2接地。外部时钟 XTAL1 XTAL2 XTAL2

XTAL1

电容：15~ 电容：15~45pf 常取20pf或 常取20pf或30pf 20pf

1~12MHz(MCS-51) 12MHz(MCS-51) 24MHz(Atmel89C) 0~24MHz(Atmel89C) 实验取12MHz 实验取12MHz

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MCS2.2 MCS-51 单片机的引脚功能CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作： CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作： 总是按照一定的时钟节拍与时序工作 振荡周期/时钟周期： 振荡周期/时钟周期： Tc=晶振频率fosc(或外加频率) Tc=晶振频率fosc(或外加频率)的倒数 fosc 状态周期：Ts=2个时钟周期(Tc)(很少用到此概念) 个时

钟周期(Tc) 状态周期：Ts=2个时钟周期(Tc)(很少用到此概念) 机器周期：Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc) 机器周期：Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc) =6个状态周期(Ts)=12 指令周期: Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm) (Tm)数 指令周期: Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数

牢牢记住： 牢牢记住：

晶振频率fosc的倒数； fosc的倒数 振荡周期 = 晶振频率fosc的倒数； 12个振荡周期 个振荡周期； 1个机器周期 = 12个振荡周期； 1、 1个指令周期 = 1、2、4个机器周期

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MCS2.2 MCS-51 单片机的引脚功能CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作： CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作： 总是按 …… 此处隐藏：4106字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……