单片机课件——硬件结构

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单片机原理及应用

成 都 理 工 大 学 工 程 技 术 学 院

第二章 MCS-51系列 单片机的硬件结构

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第二章 MCS-51系列单片机硬件结构

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●基本要求： 1.了解单片机的工作原理和工作时序 ； 2.掌握存储器地址空间 ； 3.掌握输入/输出口电路结构。

●学习重点： 1.单片机结构及工作原理 ； 2.存储器结构 ; 3.输入/输出口结构。

2013年8月2日11时30分

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MCS-51系列单片机的基本结构与应用模式

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MCS-51系列单片机的基本结构成 都 理 工 大 学 工 程 技 术 学 院XTAL2 XTAL1

VCC时钟电路 ROM/EPROM/FLASH 4K 字节 RAM 128字节 SFR 21个 定时/计数器 2个

CPU VSS

总线控制

中断系统 5中断源 2优先级

串行口 全双工 1个

并行口 4个

RST EA ALE PSEN2013年8月2日11时30分

P0

P1

P2

P3

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由8个部分组成： 一个8位中央处理机CPU 128个字节的片内数据存储器RAM 4KB的片内程序只读存储器ROM或EPROM 21个特殊功能寄存器SFR 4个8位并行输入输出I/O接口 1个串行I/O接口 2个16位定时器/计数器 1个具有5个中断源，可编程为2个优先级的中断 系统

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MCS-51系列单片机内部结构成 都 理 工 大 学 工 程 技 术 学 院

1. MCS-51系列单片机的微处理器(CPU)(1)运算器 算术逻辑单元ALU 累加器ACC 寄存器B 程序状态字寄存器PSW 布尔处理器 (2)控制器 程序计数器PC 指令寄存器IR 堆栈指针SP 数据指针DPTR

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2. MCS-51系列单片机的片内存储器 在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个 独立的空间(称为哈佛结构):﹡ 内部ROM容量4K字节 范围是：000H-0FFFH ﹡内部RAM容量128字节 范围是：00H-7FH

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3. MCS-51系列单片机的I/O口及功能单元成 都 四个8位的并行口，即P0-P3。它们均为双向口， 理 既可作为输入，又可作为输出。每个口各有8条 工 I/O线。 大 学 有一个全双工的串行口(利用P3口的两个引脚 工 P3.0和P3.1); 程 技 术 有2个16位的定时/计数器 ； 学 院 有1套完善的中断系统，可编程为两个中断优先

级。

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4. MCS-51系列单片机的特殊功能寄存器(SFR)成 都 理 工 大 学 工 程 技 术 学 院

内部有SP,DPTR(

可分成DPH、DPL两个8位寄存 器),PCON,…,IE,IP等21个特殊功能寄存器单 元，它们同内部RAM的128个字节统一编址，地址范 围是80H~FFH。这些SFR只用到了80H~FFH中的21个 字节单元，且这些单元是离散分布的。

增强型单片机的SFR有26个字节单元，所增加的5个 单元均与定时/计数器2相关。2013年8月2日11时30分

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MCS-51系列单片机的应用模式成 都 理 工 大 学 工 程 技 术 学 院

1.总线型单片机应用模式P2 ALE P0 G D7 : : D0 OE Q7 : : Q0 AB P0 +5V 8 8 8 P2 DB PSEN WR RD P3 CB 8 P3.0 P3.5 含第二功能

74LS373

80C31EA

89C51P1

总线型应用的“三总线”模式2013年8月2日11时30分

非总线型应用的“多I/O”模式

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2.非总线型单片机应用模式 非总线型单片机已经将用于外部总线扩展用 的I/O口线和控制功能线去掉，从而使单片机的 引脚数减少、体积减小。对于不需进行并行外围 扩展，装置的体积要求苛刻且程序量不大的系统 极其适合。非总线型单片机典型产品如： AT89C2051/AT89C4051。

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典型产品资源配置与引脚成 都 理 工 大 学 工 程 技 术 学 院

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引脚封装成 都 理 工 大 学 工 程 技 术 学 院 总线型P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0

非总线型RST P3.0/RXD P3.1/TXD XTAL2 XTAL1 P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 VCC P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1/AIN1 P1.0/AIN0 P3.7

80C51/89C51

注：类似的还有Philips公司的 87LPC64,20引脚 8XC748/750/(751),24引脚 8X749(752),28引脚 8XC754,28引脚 等等

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89C2051

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