片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

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1、第二章單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理主講教師：朱志斌第二章單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.單片機(jī)的基本組成（知道）2.80C51的引腳功能（記憶）和結(jié)構(gòu)框圖3.80C51CPU的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（重點(diǎn)）4.存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和地址空間（重點(diǎn)、難點(diǎn)）5.布爾處理器（知道）6.80C51單片機(jī)的工作方式（了解）§2.1單片機(jī)的基本組成一、80C51系列典型產(chǎn)品配置由表可見：（1）增強(qiáng)型與基本型在以下幾點(diǎn)不同：﹡片內(nèi)ROM字節(jié)數(shù)：從4K增加到8K；﹡片內(nèi)RAM字節(jié)數(shù)：從128增加到256；﹡定時(shí)/計(jì)數(shù)器從2個(gè)增加到3個(gè)；﹡

2、中斷源由5個(gè)增加到6個(gè)。（2）片內(nèi)ROM的配置形式：﹡無ROM（即ROMLess）型，應(yīng)用時(shí)要在片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器；﹡掩膜ROM（即MaskROM）型，用戶程序由芯片生產(chǎn)廠寫入；﹡EPROM型，用戶程序通過寫入裝置寫入，通過紫外線照射擦除；﹡FlashROM型，用戶程序可以電寫入或擦除（當(dāng)前常用方式）。還有OTPROM型（一次性編程寫入ROM）產(chǎn)品，具有較高的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。二、80C51的基本結(jié)構(gòu)振蕩器和時(shí)序電路80C51CPU中斷控制程序存儲(chǔ)器（4K）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（256B）兩個(gè)16位定時(shí)器

3、/計(jì)數(shù)器可編程串行口并行可編程I/O(4個(gè))總線擴(kuò)展控制器內(nèi)部中斷外時(shí)鐘源外部事件計(jì)數(shù)P0P1P2P3外部中斷控制線RXDTXD一個(gè)8位CPU；128byte(256byte)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；4Kbyte(8K)程序存儲(chǔ)器四個(gè)8-bit并行I/O端口；一個(gè)可編程串行接口；兩(3)個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；一個(gè)時(shí)鐘、時(shí)序電路；64Kbyte擴(kuò)展總線控制電路；中斷控制器21(26)個(gè)特殊功能寄存器；（SFR【SpecialFunctionRegister】）兩優(yōu)先級，五(6-7)個(gè)中斷源1.中央處理器CPUC

4、PU即中央處理器的簡稱，是單片機(jī)的核心部件，它完成各種運(yùn)算和控制操作，CPU由運(yùn)算器和控制器兩部分電路組成。單片機(jī)的CPU和通用微處理器基本相同，只是增設(shè)了“面向控制”的處理功能，例如：位處理，查表，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性。2.存儲(chǔ)器80C51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，其主要特點(diǎn)是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址空間是相互獨(dú)立的，物理結(jié)構(gòu)也不相同。(1)128個(gè)字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，其片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址范圍64K，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果或最終結(jié)果。(2)4KB的片內(nèi)程

5、序只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM。其片外可尋址范圍為64KB，用于存放已編制的程序，也可以存放一些原始數(shù)據(jù)和表格。(3)21【18】個(gè)SFR（128字節(jié)）它用于控制和管理片內(nèi)算術(shù)邏輯部件、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作。3.并行I/O口80C51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口（P0、P1、P2和P3），每一條I/O線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。P0口為三態(tài)雙向口，能帶8個(gè)TTL門電路，P1、P2和P3口為準(zhǔn)雙向口，負(fù)載能力為4個(gè)TTL門電路。4.串行I/O口80C5

6、1單片機(jī)具有一個(gè)采用通用異步工作方式的全雙工串行通信接口【單工、半雙工、全雙工】，可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。5.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器80C51單片機(jī)片內(nèi)有兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器0和定時(shí)器1。它們可以用于定時(shí)控制、延時(shí)以及對外部事件的計(jì)數(shù)和檢測等。6.中斷控制器80C51共有5個(gè)中斷源，即外部中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)。常用于實(shí)時(shí)控制、故障自動(dòng)處理、計(jì)算機(jī)與外設(shè)間傳送數(shù)據(jù)及人－機(jī)對話等。7.總線以上所有組成部分都是通過總線連接起來，從而構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)。系統(tǒng)的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信

7、號(hào)和控制信號(hào)都是通過總線傳送的，總線結(jié)構(gòu)減少了單片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性?！?.280C51的引腳功能和結(jié)構(gòu)框圖一、80C51封裝形式總線型非總線型DIP（DualIn-linePackage）QFP（QuadFlatPackage）LCC（無引腳芯片載體）80C51的引腳封裝二、單片機(jī)外部引腳說明1.主電源引腳Vcc和VssVCC（40腳）:接+5V電源正端;VSS（20腳）:接+5V電源地端。2.外接晶振引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）:接外部石英晶體的一端。在單片

8、機(jī)內(nèi)部,它是一個(gè)反相放大器的輸入端,這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí),對于HMOS單片機(jī),該引腳接地;對于CHMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部,接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí),對于HMOS單片機(jī),該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端;對于CHMOS芯片,該引腳懸空不接。3.控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPD、ALE/PROG*、PSEN*、和EA*/