安徽水利水电职业技术学院：《单片机原理及应用》课程电子教案（PPT课件讲稿）第二章 MCS-51单片机的结构和原 理

第二章MCS-51单片机的结构和原理 内容标题 1、MCS-51系列单片机的结构 2、MCS-51单片机引脚及其功能 3、8051存储器的配置 4、CPU的时序 5、复位及复位电路 6、输入/输出端口结构

第二章 MCS-51单片机的结构和原理 内容标题 1、MCS-51系列单片机的结构 2、MCS-51单片机引脚及其功能 3、8051存储器的配置 4、CPU的时序 5、复位及复位电路 6、输入/输出端口结构

2MCS-51系列单片机的结构 MCS-51是 Intel公司于1980年推出的高档系列8位 单片机,主要有8051、8031、8751、80C51BH等。 在本课程中,为了叙述方便,以8051为例进行讨论 21.1MCS-51单片机的基本组成 MCS-51系列单片机内部由8部分组成(见下页 图) CPU RAM(128B/256B) ROM/ EPROM(4KB/8KB)并行JO接口(4个) 定时器/计数器(2个) 中断控制器 全双工串行IO口 振荡器和时钟电路

2.1 MCS-51系列单片机的结构 MCS-51是Intel公司于1980年推出的高档系列8位 单片机，主要有8051、8031、8751、80C51BH等。 在本课程中，为了叙述方便，以8051为例进行讨论。 2.1.1 MCS-51单片机的基本组成 MCS-51系列单片机内部由8部分组成（见下页 图）： CPU RAM（128B/256B） ROM/EPROM（4KB/8KB） 并行I/O接口（4个） 定时器/计数器（2个） 中断控制器 全双工串行I/O口 振荡器和时钟电路

外部时钟源 外部享件计数 振荡器和程序存储器 数据存储器 2×16位定 时序OXC 4KB ROM 256B RAM/SFR 时器/计数器 8051 CPU ↑个下不个 64KB总线 内中断扩展控制器 可编程I/O 可编程全 双工串行口 外中断 挖制 并行口 串行通信 图2-18051单片机结构框图

MCS-51系列单片机的性能如下表。 表21MCS-1系列单片机性能夜 ROM形式 I/O 片内片内 寻址 片内片内外接 中断源/个 ROM/B|RAMB范围/B计数器/个并行口/串行口/个 ROM EPROM EPROM 805 8751 8031 4K 1282×64K2×16b4×8b 80C5187C5180C31 4K 128 2×64K2×16b4×8b 8052 8752 8032 8K 2×64K3×16b4×8b 11-12 6 80C55287C55280C532 8K 256 2×64K3×16b6×8b 15

MCS-51系列单片机的性能如下表

21.2MCS51单片机的内部结构(见下图) P0.0~P0.7 P20~P2.7 P动器】P驱动器 RAM地址上1288 寄存器 P锁存静][Pz馈存器 ROM 睛存][管存[暂器2 寄存 ALU 缓冲器K [Pw[中断、串行口和定时器 增1 ALE DPTR P锁存器 P3锁存器 Tocl [P驱动荐 P驱动器 P.0~P.7 P3.0~P3.7 XTAL1UI XTAL2 图2-28051单片机内部结构图

2.1.2 MCS-51单片机的内部结构（见下图）

CPU 1、运算器 由ALU、暂存器(1、2)、ACC、B、PSW和一个 布尔处理器(作位运算)等组成 2、控制器 由PC(PCH、PCL)、IR、ID等组成 、存储器 ROM、RAM IO接口

一、CPU 1、运算器 由ALU、暂存器（1、2）、ACC、B、PSW和一个 布尔处理器（作位运算）等组成 2、控制器 由PC（PCH、PCL）、IR、ID等组成 二、存储器 ROM、RAM 三、I/O接口

22MCS-51单片机的引脚及其功能 VN Vo RST/VI 其引脚如右图所示, sTaLl 为40脚。分为4类: XTA[2 电源引脚 端山 Vcc、Vss 2、时钟电路引脚 803 AL F/PRCU 4 Xc.51 XTAL1、XTAL2 8751 3、控制信号引脚 RST/V RX( PD TXD 复位输入/备用电源输入 INTI 1艺 ALE//PROG 地址锁存输出/编程脉冲输入 R

2.2 MCS-51单片机的引脚及其功能 其引脚如右图所示， 为40脚。分为4类： 1、电源引脚 Vcc、Vss 2、时钟电路引脚 XTAL1、XTAL2 3、控制信号引脚 RST/VPD： 复位输入/备用电源输入 ALE/ /PROG： 地址锁存输出/编程脉冲输入

/PSEN:程序存储器允许(从 EPROM/ROM中读取指令 /EAVp:外部程序存储器地址允许输入编程电压输入 当/A接高电平时,CPU只访问及执行片内 EPROM ROM,但当PC的值超过 OFFFH(对8751/8051为4KB) 时,将自动转去执行片外程序存储器的内容 当/A接低电平时,CPU只访问及执行片外 EPROM/ ROM中的程序 pp=12V~21V,对8751片内的 EPROM固化程序 ALE、/PSEN的负载能力:8个LS型TTL 4、输入/输出端口 P0~P3

/PSEN：程序存储器允许（从EPROM/ROM中读取指令） /EA/Vpp：外部程序存储器地址允许输入/编程电压输入 当/EA接高电平时，CPU只访问及执行片内EPROM/ ROM，但当PC的值超过0FFFH（对8751/8051为4KB） 时，将自动转去执行片外程序存储器的内容 当/EA接低电平时，CPU只访问及执行片外EPROM/ ROM中的程序 Vpp=12V~21V，对8751片内的EPROM固化程序 ALE、/PSEN的负载能力：8个LS型TTL 4、输入/输出端口 P0~P3

238051存储器的配置 23.08051存储器概述 般的微机的只有一个存储空间,统一编址, ROM和RAM可以安排在任一范围内,用相同的指令 访问ROM或RAM,这种结构称为彦林斯顿结构。 8051的存储器在物理上分为四个存储空间:片内 程序存储器、片外程序存储器和片内数据存储器、 片外数据存储器,这种程序存储器和数据存储器分 开的结构称为哈佛结构。 8051的存储器空间分为三类(程序员的角度) 1、片内、外统一编址的程序存储空间,0000H~- FFFFH 共64KB(16位地址)

2.3 8051存储器的配置 2.3.0 8051存储器概述 一般的微机的只有一个存储空间，统一编址， ROM和RAM可以安排在任一范围内，用相同的指令 访问ROM或RAM，这种结构称为普林斯顿结构。 8051的存储器在物理上分为四个存储空间：片内 程序存储器、片外程序存储器和片内数据存储器、 片外数据存储器，这种程序存储器和数据存储器分 开的结构称为哈佛结构。 8051的存储器空间分为三类（程序员的角度） ： 1、片内、外统一编址的程序存储空间，0000H~FFFFH 共64KB（16位地址）

2、片外数据存储空间,0000H~ FFFFH共64KB(16位 地址) 3、片内数据存储空间,00H~FFH共256B(8位地址) 8051的存储空间配置如下页的图2-4所示 三类不同存储空间(逻辑空间)的访问方法: 用不同的指令区别 一访问片内外ROM用MOVC指令; 访问片外RAM用MOVX指令; 访问片内RAM用MOV指令;

2、片外数据存储空间，0000H~FFFFH共64KB （16位 地址） 3、片内数据存储空间，00H~FFH共256B （8位地址）。 8051的存储空间配置如下页的图2-4所示 三类不同存储空间（逻辑空间）的访问方法： 用不同的指令区别： 访问片内外ROM用MOVC指令； 访问片外RAM用MOVX指令； 访问片内RAM用MOV指令；