第2章 MCS51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和原理課件.ppt

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1、單片機(jī)原理與接口技術(shù)第2章MCS-51單片機(jī) 硬件結(jié)構(gòu)和原理7/27/20211(1)熟悉MCS-51單片機(jī)CPU內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)和各功能部件的作用。(2)掌握MCS-51單片機(jī)引腳功能,包括:P0~P3并行I/O口的定義、控制信號(hào)、三總線組成。(3)掌握存儲(chǔ)器的組織結(jié)構(gòu)和程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、內(nèi)部特殊功能寄存器(SFR)的配置情況,熟悉程序狀態(tài)寄存器(PSW)各位的含義及變化規(guī)律。(4)掌握P0~P3并行I/O口結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn),掌握時(shí)鐘電路、CPU時(shí)序和復(fù)位電路。本章教學(xué)要求7/27/20212本章目錄2.1MCS

2、-51系列單片機(jī)分類2.2單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)2.2.1單片機(jī)的引腳功能2.2.2單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.3中央處理器(CPU)2.3.1運(yùn)算器2.3.2控制器2.3.3布爾(位)處理器2.4存儲(chǔ)器2.4.1程序存儲(chǔ)器2.4.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7/27/20213本章目錄2.7單片機(jī)的工作方式2.7.1復(fù)位方式2.7.2程序執(zhí)行方式2.7.3低功耗運(yùn)行方式習(xí)題與思考題2.5并行輸入/輸出端口2.5.1P1口2.5.2P2口2.5.3P3口2.5.4P0口2.5.5并行口的應(yīng)用2.6時(shí)鐘電路和時(shí)序2.6.1時(shí)鐘電路2.6.2時(shí)序7

3、/27/202142.1MCS-51系列單片機(jī)的分類自從Intel公司于20世紀(jì)80年代初推出MCS-51系列單片機(jī)以后,所有的51系列單片機(jī)都是以Intel公司最早的典型產(chǎn)品8051為核心,增加一定的功能部件后構(gòu)成的。本章以8051為主闡述MCS-51系列單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用中的一些技術(shù)問題。MCS-51系列可分為兩大系列:51子系列和52子系列。51子系列主要有8031、8051和8751三種機(jī)型。52子系列主要有8032、8052和8752三種機(jī)型。7/27/20215表2-1MCS-51系列單

4、片機(jī)的性能一覽表2.1MCS-51系列單片機(jī)的分類7/27/202162.2單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)2.2.1單片機(jī)的引腳功能MCS-51系列單片機(jī)是在一塊芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多功能I/O口等基本功能部件的一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)必須配備部分外圍元件才能使用,其系統(tǒng)核心是單片機(jī)芯片,芯片引腳按功能分為3類,即數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。MCS-51系列單片機(jī)的外形采用40條引腳雙列直插封裝(DIP)或LCC/QFP封裝,每條引腳有規(guī)定的序號(hào)和名稱。DIP封裝的引腳排列和邏輯符號(hào)如圖2-1所示。7/

5、27/20217芯片引腳按功能分成3類,即:----51單片機(jī)的引腳功能數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線2.2.1單片機(jī)的引腳功能7/27/202181.主電源引腳Vcc和VssVcc(+5V)電源輸入端Vss(GND)共用接地端2.2.1單片機(jī)的引腳功能----51單片機(jī)電源引腳7/27/202192.時(shí)鐘振蕩電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL1和XTAL2分別用做晶體振蕩電路的反相器輸入端和輸出端。在使用內(nèi)部振蕩電路時(shí),這兩個(gè)端子用來外接石英晶體,振蕩頻率為晶體振蕩頻率,振蕩信號(hào)送至內(nèi)部時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。

6、2.2.1單片機(jī)的引腳功能----51單片機(jī)時(shí)鐘引腳7/27/2021103.控制信號(hào)引腳RST為復(fù)位信號(hào)輸入端VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端PSEN外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)ALE地址鎖存允許信號(hào)2.2.1單片機(jī)的引腳功能----復(fù)位/外部存儲(chǔ)器/地址鎖存引腳7/27/202111復(fù)位信號(hào)輸入端RST當(dāng)RST(RESET)端保持兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘周期)以上的高電平時(shí),單片機(jī)完成復(fù)位操作。VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端。當(dāng)主電源Vcc一旦發(fā)生斷電或電壓降到一定值時(shí),可通過VPD為單片機(jī)內(nèi)部RAM提供

7、電源,以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失,使Vcc上電后能繼續(xù)正常運(yùn)行。2.2.1單片機(jī)的引腳功能----復(fù)位引腳7/27/202112外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)訪問外部ROM時(shí),產(chǎn)生負(fù)脈沖作為外部ROM的選通信號(hào)。2.2.1單片機(jī)的引腳功能----ALE與PSEN引腳地址鎖存允許信號(hào)ALE在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),ALE用來鎖存P0送出的低8位地址信號(hào)。PROG是對(duì)8751內(nèi)部EPROM編程時(shí)的編程脈沖輸入端。讀選通信號(hào)PSEN7/27/202113外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)EAEA=0:訪問外部程序存儲(chǔ)器。EA=1:訪

8、問片內(nèi)與片外程序存儲(chǔ)器。VPP為8751EPROM的21V編程電源輸入端。2.2.1單片機(jī)的引腳功能----內(nèi)外程序存儲(chǔ)器控制引腳7/27/202114----P0端口P0端口(P0.0~P0.7)第一功能:是一個(gè)8位漏極開路型的雙向I/O口,這時(shí)P0口可看成用戶數(shù)據(jù)總線;第二功能:是在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),分時(shí)提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)總線,這時(shí)先用做地址總線再用做數(shù)據(jù)總

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