單片機的硬件結(jié)構(gòu)課件.ppt

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1、第2章MCS-51單片機的硬件結(jié)構(gòu)韓山師范學(xué)院2.1MCS-51單片機的硬件結(jié)構(gòu)CPU運算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss按功能可分成8個部件，通過片內(nèi)單一總線連接起來1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器3.程序存儲器4.I/O口5.串行口6.定時/計數(shù)器7.中斷系統(tǒng)8.特殊功能寄存器控制方式：SFR對各功能部件集中控制片內(nèi)總線各功能部件：1.CPU（微處理器）2.數(shù)據(jù)存儲器（RAM）片內(nèi)為128個字節(jié)（52子系列的為256個字節(jié)）3.程序存儲器（ROM/EPROM）8031:無

2、此部件；8051:4K字節(jié)ROM；8751:4K字節(jié)EPROM；89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字節(jié)閃存。4.P1口、P2口、P3口、P0口：為4個并行8位I/O口。5.串行口1個全雙工的異步串行口6.定時器/計數(shù)器7.中斷系統(tǒng)8.特殊功能寄存器（SFR）共有21個，是一個具有特殊功能的RAM區(qū)。2.2MCS-51的引腳40只引腳雙列直插封裝（DIP）44只引腳方形封裝方式（4只無用）引腳邏輯圖8051單片機為40條引腳雙列直插式封裝引腳可分為三個部分控制引腳并行I/O口引腳電源及時鐘引腳（1）電源及時鐘引腳:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。（2）控制引腳：PSE

3、N*、EA*、ALE、RESET（3）I/O口引腳：P0、P1、P2、P3，4個8位I/O口2.2.1電源及時鐘引腳1．電源引腳（1）Vcc（40腳）：+5V電源；（2）Vss（20腳）：接地。2．時鐘引腳（1）XTAL1（19腳）：采用外接晶體振蕩器時，此引腳應(yīng)接地。（2）XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。2.2.2控制引腳(1)RST/VPD(9腳)：復(fù)位與備用電源(2)ALE/PROG*（30腳）：第一功能ALE：地址鎖存允許第二功能PROG*：編程脈沖輸入端。(3)PSEN*（29腳）：讀外部程序存儲器的選通信號。可以驅(qū)動8個LS型TTL負載。(4)EA*/VPP(31腳)：E

4、A*為內(nèi)外程序存儲器選擇控制EA*=1，訪問片內(nèi)程序存儲器，EA*=0，單片機則只訪問外部程序存儲器。第二功能VPP，用于施加編程電壓。2.2.3I/O口引腳(1)P0口：雙向8位三態(tài)I/O口，地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用口，可驅(qū)動8個LS型TTL負載。(2)P1口：8位準雙向I/O口，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。(3)P2口：8位準雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。(4)P3口：8位準雙向I/O口，雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。注意:準雙向口與雙向三態(tài)口的差別。當3個準雙向I/O口作輸入口使用時，要向該口先寫“1”，另外準雙向I/O口無高

5、阻的“浮空”狀態(tài)。引腳轉(zhuǎn)義引腳功能說明P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收端P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2INT0外部中斷0請求P3.3INT1外部中斷1請求P3.4T0計數(shù)器0外部輸入P3.5T1計數(shù)器1外部輸入P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫P3.7RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀2.3MCS-51的CPU由運算器和控制器所構(gòu)成2.3.1運算器對操作數(shù)進行算術(shù)、邏輯運算和位操作。1．算術(shù)邏輯運算單元ALU2．累加器A使用最頻繁的寄存器，可寫為Acc。A的作用：（1）是ALU單元的輸入之一，又是運算結(jié)果存放單元。（2）數(shù)據(jù)傳送大多都通過累加器A。（3）A的進位標志Cy同時又是位處理機的位累加器。3．程序狀態(tài)字寄

6、存器PSW（1）Cy（PSW.7）進位標志位（2）Ac(PSW.6)輔助進位標志位（3）F0（PSW.5）標志位由用戶使用的一個狀態(tài)標志位。（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4組工作寄存器區(qū)選擇控制位1和位0。工作寄存器區(qū)的選擇18～1FH3區(qū)1110～17H2區(qū)1008～0FH1區(qū)0100～07H0區(qū)00R0～R7地址寄存器組RS1RS0（5）OV（PSW.2）溢出標志位指示運算是否產(chǎn)生溢出。各種算術(shù)運算指令對該位的影響情況較復(fù)雜，將在第3章介紹。（6）PSW.1位:保留位，未用（7）P(PSW.0)奇偶標志位P=1，A中“1”的個數(shù)為奇數(shù)P=0，A中“1”的個數(shù)為偶數(shù)2.3.

7、2控制器1．程序計數(shù)器PC（ProgramCounter）存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲器中的地址。基本工作方式：（1）程序計數(shù)器自動加1（2）執(zhí)行有條件或無條件轉(zhuǎn)移指令時，程序計數(shù)器將被置入新的數(shù)值，從而使程序的流向發(fā)生變化。（3）執(zhí)行子程序調(diào)用或中斷調(diào)用時完成下列操作：①PC的當前值保護②將子程序入口地址或中斷向量的地址送入PC。2．指令寄存器IR、指令譯碼器及控制邏輯電路2.4MCS-51