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1、第二章89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理教學(xué)目標(biāo)掌握單片機(jī)的主要功能部件,掌握單片機(jī)的引腳及其功能定義;掌握單片機(jī)的復(fù)位電路、時(shí)鐘電路;理解單片機(jī)的指令周期;掌握存儲空間結(jié)構(gòu)及操作指令;掌握內(nèi)部RAM功能分區(qū)、記憶部分SFR;了解:存儲器的容量、中斷入口地址、位尋址區(qū).2§2.289C51單片機(jī)引腳及其功能§2.389C51存儲器配置§2.4CPU時(shí)序§2.5復(fù)位及復(fù)位電路§2.689C51單片機(jī)的低功耗工作方式返回§2.7輸出/輸入端口結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容§2.189C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)389C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示返回§2.189C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)
2、§2.1.189C51組成結(jié)構(gòu)與性能489C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖89C51CPU振蕩器和時(shí)序OSC64KB總線擴(kuò)展控制器數(shù)據(jù)存儲器256BRAM/SFR2×16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可編程I/O程序存儲器4KBROM可編程全雙工串行口外中斷內(nèi)中斷控制P0P2P1P3并行口串行通信外部時(shí)鐘源外部事件計(jì)數(shù)返回5一、組成一個(gè)8位的微處理器CPU。返回6用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù),如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM128B/256B):返回7用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。但有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶ROM/EPROM,如8031
3、、8032、80C31等。片內(nèi)程序存儲器FlashROM(4KB/8KB):返回8每個(gè)口可以用作輸入,也可以用作輸出。四個(gè)8位并行I/O(輸入/輸出)接口P0~P3返回9每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式,用以對外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù),也可以設(shè)置成定時(shí)方式,并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。兩個(gè)或三個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器:返回10可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)或其它微機(jī)之間串行通信。一個(gè)全雙工UART的串行I/O口:返回11但需外接晶振和電容。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路:返回12五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)。返回13二、89C51系列單片機(jī)的性能如表2-1所示。表中
4、型號帶“C”表示所用的是CMOS工藝,具有功耗低的優(yōu)點(diǎn)。返回1451系列單片機(jī)性能表型號AT89C51AT89C52AT89C1051AT89C2051AT89S8252檔次標(biāo)準(zhǔn)型低檔型高檔型FLASH/KB48128片內(nèi)RAM/字節(jié)12825664128256I/O條3232151532定時(shí)器/個(gè)23123中斷源/個(gè)56369串行接口/個(gè)11111M加密級有有有有有15§2.1.289C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)圖二、結(jié)構(gòu)組成返回16一、結(jié)構(gòu)圖由中央處理單元(CPU)、存儲器(ROM及RAM)和I/O接口組成。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-
5、2所示。返回17P0驅(qū)動器P2驅(qū)動器P0鎖存器P2鎖存器RAM地址寄存器128BRAM4KBFlashROMB寄存器暫存器1暫存器2ACCSP程序地址寄存器緩沖器PC增1PCDPTR中斷、串行口和定時(shí)器PSWP1鎖存器P1驅(qū)動器P3鎖存器P3驅(qū)動器定時(shí)控制指令寄存器指令譯碼器OSCALUP0.0-P0.7P2.0-P2.7P3.0-P3.7P1.0-P1.7XTAL1XTAL2PSENALEEARET89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖返回18二、結(jié)構(gòu)組成(一)、中央處理單元(CPU)(二)、存儲器(三)、I/O接口返回19(一)、中央處理單元(CPU)1
6、.運(yùn)算器返回2.控制器201.運(yùn)算器(1)8位的ALU:返回(2)8位累加器ACC(A):(3)8位程序狀態(tài)寄存器PSW:(4)8位寄存器B:(5)布爾處理器:(6)2個(gè)8位暫存器:21可對4位、8位、16位數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。返回(1)8位的ALU:22(2)8位累加器ACC(A):它經(jīng)常作為一個(gè)運(yùn)算數(shù)經(jīng)暫存器2進(jìn)ALU的輸入端,與另一個(gè)來自暫存器1的運(yùn)算數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果又送回ACC。返回23指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息供程序查詢和判別用。(3)8位程序狀態(tài)寄存器PSW:返回24(4)8位寄存器B:在乘除運(yùn)算時(shí),用來存放一個(gè)操作數(shù)也用來存放運(yùn)算后的一
7、部分結(jié)果;如不能做乘除運(yùn)算時(shí),作為通用寄存器。返回252.控制器(1)程序計(jì)數(shù)器PC(16位)(2)指令寄存器IR及指令譯碼器ID返回(3)振蕩器和定時(shí)電路26(1)程序計(jì)數(shù)器PC(16位)由兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器PCH、PCL組成。PC是程序的字節(jié)地址計(jì)數(shù)器,PC內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址。改變PC內(nèi)容,改變執(zhí)行的流向。PC可對64KB的ROM直接尋址,也可對89C51片內(nèi)RAM尋址。復(fù)位后PC的值為0返回27(2)指令寄存器IR及指令譯碼器ID由PC中的內(nèi)容指定ROM地址,取出來的指令經(jīng)IR送至ID,由ID對指令譯碼產(chǎn)生一定序列的控制信號,以執(zhí)行指令所
8、規(guī)定的操作。返回28(3)振蕩器和定時(shí)電路89C51單片機(jī)片內(nèi)有振蕩電路,只需外接石英晶體和頻率微調(diào)電容(2個(gè)30pF左右),其頻率范圍