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《第2章單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第二章單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)·MCS-51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)及信號引腳·MCS-51單片機(jī)內(nèi)部存儲器·MCS-51單片機(jī)并行輸入/輸出口電路·MCS-51單片機(jī)時鐘電路與時序·MCS-51單片機(jī)工作方式西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院一、MCS-51結(jié)構(gòu)框圖同計算機(jī)一樣，單片機(jī)（馮諾曼結(jié)構(gòu)）由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五個基本部分組成，但單片機(jī)比計算機(jī)設(shè)計的更精巧，以克服芯片尺寸有限所帶來的許多制約。圖2-1MCS-51單片機(jī)組成框圖西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院三、MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷
2、系統(tǒng)串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定時計數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖中央處理器CPU：8位，運(yùn)算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個RAM單元，用戶使用前128個單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時/計數(shù)器：兩個16位的定時/計數(shù)器，實現(xiàn)定時或計數(shù)功能。并行I/O口：4個8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個中斷源（外部中斷2個，定時/計數(shù)中斷2個，串行中斷1個）時鐘電路：可產(chǎn)生時鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ西北農(nóng)林科技大學(xué)水
3、利與建筑工程學(xué)院不同型號MCS-51單片機(jī)CPU處理能力和指令系統(tǒng)完全兼容，只是存儲器和I/O接口的配置有所不同。封裝結(jié)構(gòu)：三、MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)DIPQFP44QuadflatpackLCCLeadedchipcarrier西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.1.2、MCS-51內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)：1、CPU功能：運(yùn)算和控制操作。包括：運(yùn)算器和控制器兩部分內(nèi)容。CPU運(yùn)算器：實現(xiàn)算術(shù)和邏輯運(yùn)算加、減、乘、除、增量、減量、十進(jìn)制調(diào)整、比較、與或、異或邏輯，左右移動、半字節(jié)交換等功能。ALU（算術(shù)邏輯單元）ACC（累加器）B（寄存器）PSW（狀
4、態(tài)寄存器）暫存寄存器（2個）控制器：單片機(jī)指揮控制部件，保證單片機(jī)各部分自動而協(xié)調(diào)的工作。PC（程序計數(shù)器）PC加1寄存器指令寄存器指令譯碼器定時與控制電路控制器控制電路執(zhí)行指令流程：程序存儲器→指令寄存器→指令譯碼器→定時控制邏輯電路→產(chǎn)生信號→控制外圍各個部件西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院MCS－51單片機(jī)芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)——CPU運(yùn)算器部分ALU算式邏輯單元ACC累加器B寄存器PSW狀態(tài)寄存器暫存寄存器暫存寄存器西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院MCS－51單片機(jī)芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)——CPU控制器部分PC程序計數(shù)器PC+1程序計數(shù)器指令寄存器指令譯碼器定時與控制器指令寄存
5、器譯碼地址譯碼程序計數(shù)器地址寄存器累加器A運(yùn)算器①②存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部地址總線AB數(shù)據(jù)緩沖器外部數(shù)據(jù)總線DB寄存器區(qū)外部控制總線CB內(nèi)部控制信號時鐘及清零單片機(jī)的工作過程取指過程例:MOVA,#09H74H09H;把09H送到累加器A中執(zhí)行過程PC=0000H0001H0000H0002H0111010000001001(PC)(PC)0001H0002H0000H外部控制總線CB取指過程(PC)執(zhí)行過程西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2、存儲器存儲器數(shù)據(jù)存儲器程序存儲器內(nèi)部外部·RAM（80C51有256個單元，但用戶只使用低128位單元
6、寄存器）·RAM地址寄存器內(nèi)部外部ROM（80C51有4K×8）ROM地址寄存器西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院3.定時器/計數(shù)器80C51有兩個16位定時/計數(shù)器，用于實現(xiàn)單片機(jī)的控制。4.并行I/O口MCS-51有4個8位I/O口（P0、P1、P2、P3）數(shù)據(jù)并行口。5.串行I/O口MCS-51有一個全雙工串行口，可做全雙工異步通信收發(fā)器，也可作為同步移位器。6.中斷控制系統(tǒng)80C51有5個中斷源，分為高級和低級（外中斷2個、定時/計數(shù)中斷2個、串行中斷1個）7.時鐘電路有內(nèi)部時鐘電路，但其中的石英晶體和微調(diào)電路需外接，頻率為12MHZ。8.位處理器（布爾處理器）·因單片機(jī)
7、用于控制，所以要有位處理功能，位處理器是單片機(jī)重要內(nèi)容。·位處理器以狀態(tài)寄存器（PSW）中進(jìn)位標(biāo)志位C為累加位，可進(jìn)行置位、復(fù)位、取反、等于“0”轉(zhuǎn)移、等于“1”轉(zhuǎn)移且清“0”或邏輯運(yùn)算。9、總線連接上面所述部分的為總線?？偩€分為：地址、數(shù)據(jù)、控制總線。西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院以上部分在單片機(jī)中反映為引腳西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.1.3MCS-51信號引腳1）信號引腳介紹P0.0~P0.7P1.0~P1.7P2.0~P2.7P3.0~P3.78位雙向口線·/
