广东工业大学：《单片机原理与应用 Principles and Application of Microcontroller》课程教学资源（PPT课件讲稿）第2章 单片机系统组成原理

章单片机系统组成原理 2MCS-51单片机组成原理 22单片机复位电路设计 23MCS-51存储器配置 24定时器计数器 25中断系统

第2章 单片机系统组成原理 2.1 MCS-51单片机组成原理 2.2 单片机复位电路设计 2.3 MCS-51存储器配置 2.4 定时器/计数器 2.5 中断系统

21MCS51单片机组成原理 不同型号MCS51单片机CPU处理能力和指令系统完全 兼容,只是存储器和IO接口的配置有所不同。 MCS51单片机的组成: 1.8位CPU 2.片内 ROM/EPROM、RAM EL⊙1980 3.片内并行I/O接口 4.片内16位定时器/计数器 AMEL 9821 AT89C205124P1 5.片内中断处理系统 6.片内全双工串行IO口

2.1 MCS-51单片机组成原理 MCS-51单片机的组成 ： 1. 8位CPU 2. 片内ROM/EPROM、RAM 3. 片内并行I/O接口 4. 片内16位定时器/计数器 5. 片内中断处理系统 6. 片内全双工串行I/O口 不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全 兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同

MCS-51单片机结构 Po口驱动器 P2口驱动器 RAM地址 寄存器 128B RAM P0口 4K ROM TEMP2 TEMPI 指针 地址寄存器 ALU 缓冲器 中断、串行口和定时器 PSW 指指 令令 控 单寄 DPTR 码存 套 P1口驱动器 P3口驱动器

MCS-51单片机结构

2.2McS-51单片机引脚 1.IO口线功能 40 4个8位并行IO接口引脚P0.0~ P0.7、P10~P1.7、P20~P2.7和 PPPPPPPP 234 VPPPP P3.0~P3.7 P04 为多功能引脚,可自动切换用 作数据总线、地址总线、控制总线 RST/VE 和或I/O接口外部引脚 RXD/P30 EA/Vpp TXD/P3I ALE/ PROG INTo/P32 PSEN 2.控制线 T/P34 ALE地址锁存允许信号端 SEN:外部程序存储器读选通信W 端 XTAL2 PPPPPPP Vp:程序存储器选择信号端 XTALl 和编程电源输入端 2021-F20

2.2 MCS-51单片机引脚 1．I/O口线功能 4个8位并行 I/O 接口引脚P0.0～ P0.7 、P1.0～P1.7 、P2.0～P2.7 和 P3.0～P3.7 为多功能引脚，可自 动切换用 作数据总线、地址总线、控制总线 和或I/O 接口外部引脚 2．控制线 ALE： 地址锁存允许信号端 PSEN： 外部程序存储器读选通信 号端 EA/VPP：程序存储器选择信号端 和编程电源输入端

写 RST/V:复位信号端和后备电源输入端。输入10ms以 上高电平脉冲,单片机复位。Vp使用后备电源,可实 现掉电保护 复位电路: +5V 1)上电复位 2)外部信号复位 单片机 30HF RST 电源 K2009 工作电源 CC、V IK

复位： RST/VPD：复位信号端和后备电源输入端。 输入10ms以 上高电平脉冲，单片机复位。 VPD使用后备电源，可实 现掉电保护。 电源 工作电源：VCC、VSS、 复位电路： 1）上电复位 2）外部信号复位 单片机 RST K +5V 200Ω 1K 30μF

时钟 时钟频率:范围要求在2MH~12MH之间。 ⅩTAL1 般从外部振荡器输入时钟信号。 单片机 机器周期:完成一个基本操作所需要的时间。 ⅩTAL2 个机器周期由12个时钟周期组成。 指令周期一条指令的执行时间。 以机器周期为单位:单周期、双周期和四周期指令。 思考题:设应用单片机晶振频率为12MHz, 问机器周期为多少?指令周期分别为多少?

时钟 时钟频率: 范围要求在1.2MHz～12MHz之间。 一般从外部振荡器输入时钟信号。 机器周期:完成一个基本操作所需要的时间。 一个机器周期由12个时钟周期组成。 指令周期:一条指令的执行时间。 以机器周期为单位：单周期、双周期和四周期指令。 思考题：设应用单片机晶振频率为12MHz， 问机器周期为多少？指令周期分别为多少？ XTAL1 单片机 XTAL2

23Mcs51寄存器配置 FFFFH FFFFH FFH A EOH SFR 80H 数据缓 30H 冲区 20H 位寻址区 寄存器 0000H 00H 区0000 ROM 内RAM 外RAM

0000H FFFFH 0000H FFFFH ROM 内RAM 外RAM 00H FFH 寄存器 区 位寻址区 数据缓 冲区 SFR 20H 30H 80H E0H A 2.3 MCS-51寄存器配置

、物理空间与地址 物理上4个存储器地址空间: 片内外程序存储器空间 片内/外数据存储器空间 逻辑上3个存储器地址空间: 64KB程序存储器 256B片内数据存储器 64KB片外数据存储器 H 700 程储器 想存器

物理上4个存储器地址空间： 片内/片外程序存储器空间 片内/片外数据存储器空间 逻辑上3个存储器地址空间： 64KB 程序存储器 256B 片内数据存储器 64KB 片外数据存储器 一、物理空间与地址

程序和数据存储器逻辑空间 普林斯顿结构:程序和数据共用一个存储器逻辑空间,统 编址。 哈佛结构:程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间, 分开编址。 存情器空间 空间数据存储器 0000 000H 1001 哈佛结构 普林斯顿结构

二、程序和数据存储器逻辑空间 普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空间，统一 编址。 哈佛结构： 程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间， 分开编址

三、片内RAM寄存器 MCS51的寄存器在片内RAM都有映像地址。使用时,既 可用寄存器名,也可用对应单元地址 片内存储器 内 12 FoH回国函函国回 EoH国国国国国国国回Ac 部 2FH 2EI 6F 6E 6D 6s DoH国园国国函圆回PsH 2cH B1回44 2BH 43 特殊功 OH+++948 数据存储器一 28H 7+6 轻40 回回E的回 26H 2sH 24H BH〓的圖的IE 23H 22H 1回34 H圖国图的阻Pa 20H 98H匪回EE的scoN F 寄存器区 90国回国国的国回P1 量引 寄存器区2 器 BH国回阳的圆TGo b 存器区1 8DH园图回国图回国回P0 帝存器区0

三、片内RAM寄存器 MCS-51的寄存器在片内RAM都有映像地址。使用时，既 可用寄存器名，也可用对应单元地址