第2章單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和原理ppt課件.ppt

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1、第2章單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)與組成本章內(nèi)容2.1MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.2MCS-51單片機(jī)的引腳及功能2.3CPU2.4存儲器2.5時鐘電路與指令的時序2.6單片機(jī)的復(fù)位方式及電路2.7I/O端口電路與電氣特性2.8單片機(jī)的低功耗工作方式2.9單片機(jī)的最小系統(tǒng)2.1MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8051單片機(jī)內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)框圖TXD中斷控制CPU(8位)時鐘ROM(4KB)片外地址總線擴(kuò)展控制器(64KB)RAM(128B)定時器/計數(shù)器T0和T1串行口I/O接口P0P1P2P3RXD中斷輸入8051單片機(jī)內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)MCS-51硬件基本配置8位CPU，

2、片內(nèi)振蕩器4KB/8KB字節(jié)程序存儲器ROM128B/256B字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器RAM2/3個16位定時器/計數(shù)器32個可編程的I/O線（四個8位并行I/O端口）一個可編程全雙工串行口5/6個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲器空間、64KB外部程序存儲器空間的控制電路有位尋址功能，適于布爾處理機(jī)的位處理機(jī)核內(nèi)=片內(nèi)2.2MCS-51單片機(jī)的引腳及功能標(biāo)準(zhǔn)的40腳DIP封裝1.電源2個2.外接晶體振蕩器2個3.I/O引腳32個4.控制信號引腳4個2.2.1主電源引腳Vcc：接＋5V電源（低功耗的為+3.3V/2.7V）Vss：接地端2.2.2外接晶體振蕩器引腳XTAL1：芯片

3、內(nèi)部振蕩電路輸入端XTAL2：芯片內(nèi)部振蕩電路輸出端振蕩頻率為晶振頻率（1.2～12MHz），另外需兩個30pF左右的電容以微調(diào)頻率2.2.3I/O引腳P0口作普通I/O8位準(zhǔn)雙向I/O輸入時，先寫“1”擴(kuò)展片外RAM或ROM標(biāo)準(zhǔn)的雙向I/O接口分時復(fù)用，作低8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)總線MCS-51可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲器空間64KB外部程序存儲器空間P2口作普通I/O8位準(zhǔn)雙向I/O接口輸入時，先寫“1”擴(kuò)展片外RAM或ROM作高8位地址線MCS-51可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲器空間64KB外部程序存儲器空間P3口8位準(zhǔn)雙向I/O接口輸入時，先寫“1”每個引腳有第二功能（多使用第

4、二功能）MCS-51配有2/3個16位定時器/計數(shù)器一個可編程全雙工串行口5/6個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級P1口僅用作I/O8位準(zhǔn)雙向I/O接口輸入時，先寫“1”2.2.4.控制信號引腳4個ALE：地址鎖存允許信號端/PSEN:外部程序存儲器讀選通信號端；EA/VPP：程序存儲器選擇信號端和編程電源輸入端；EA=0:只訪問片外程序存儲器；EA=1:先訪問片內(nèi)程序存儲器再片外;RST/VPD：復(fù)位信號端和后備電源輸入端。引腳總圖——三總線鎖存器GP270P070ALEP170P370P1：通用I/O接口P3：通用I/O接口或第二功能A15A8A7A0D7D0地址總線AB數(shù)據(jù)總線DBRST復(fù)

5、位EAXTAL1晶振XTAL2Vcc電源GND片外程序存儲器選擇PSEN片外程序存儲器讀選通控制總線CB805187518031MCS-51的總線數(shù)據(jù)總線(8位)P0地址總線(16位)A0～A7：P0（經(jīng)地址鎖存器）A8～A15：P2外部存儲單元直接尋址范圍：控制總線P3口的第二功能狀態(tài)4根獨(dú)立控制線RST、ALE、/EA和/PSEN64KB(216B)P0（經(jīng)地址鎖存器）P2[例]80C31對片外ROM的擴(kuò)展擴(kuò)展16K字節(jié)的EPROM的方法[例]80C31對片外RAM的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器的基本擴(kuò)展電路2.3CPU核心部件（8位數(shù)據(jù)寬度）控制、指揮和調(diào)度、運(yùn)算和控制輸入輸出組成運(yùn)算器ALU

6、、累加器A、寄存器B、暫存器、PSW等控制器PC、IR、ID、DPTR、SP、RAM地址寄存器、時鐘發(fā)生器、定時控制邏輯等位處理器（布爾處理器）每次處理一位數(shù)據(jù)2.4存儲器存儲器空間存放……程序、數(shù)據(jù)存儲器空間分類根據(jù)作用分類程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM根據(jù)位置分類片內(nèi)存儲器、片外存儲器核內(nèi)=片內(nèi)核外=片外存儲器編址方法2種馮.諾依曼結(jié)構(gòu)程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址哈佛結(jié)構(gòu)程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分別編址MCS-51系列單片機(jī)程序存儲器(ROM)和數(shù)據(jù)存儲器(RAM)尋址空間相互獨(dú)立，物理結(jié)構(gòu)不相同數(shù)據(jù)存儲器：片外、片內(nèi)PC機(jī)程序存儲器配置圖數(shù)據(jù)存儲器配置圖資源配置子系列片內(nèi)RO

7、M形式片內(nèi)ROM容量片內(nèi)RAM容量無ROMEPROMFPEROM51子系列8031805187514KB128B80C3180C5187C5189C514KB128B52子系列8032805287528KB256B80C3280C5287C5289C528KB256B0000H~0FFFH0000H~1FFFH00～7FH00～FFH片外ROM擴(kuò)展最多64K片外ROM根據(jù)EA引腳狀態(tài)地址：0000H～0FFFFH或者1000H（2000H）～F