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《mcs-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第二章MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 與工作原理2.1MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的封裝與引腳2.3MCS-51單片機(jī)的CPU2.4MCS-51存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)2.5復(fù)位電路2.6時(shí)鐘電路2.7MCS-51單片機(jī)最小系統(tǒng)2.1MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)的組成部件：微處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM）、I/O并行口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存（SFR）MCS-51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)
2、圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：?jiǎn)我豢偩€連接，CPU加外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，采用SFR對(duì)各功能部件進(jìn)行集中控制。各功能部件說明：1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）：片內(nèi)有128個(gè)字節(jié)（單元），片外最多可外擴(kuò)至64K字節(jié)。2.程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM/EEPROM）：8031無(wú)此部件；8051為4KROM；8751為4KEPROM。片外最多可外擴(kuò)至64K字節(jié)。3.中斷系統(tǒng)：具有5個(gè)中斷源，2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。4.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有四種工作方式。精確定時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)的需要、MCS-51CPU中
3、的位處理器，是一個(gè)完整的1位微計(jì)算機(jī)，它有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。這個(gè)1位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、工業(yè)控制方面很有效；而8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算處理有優(yōu)勢(shì)。二者相輔相成，是單片機(jī)技術(shù)上的1個(gè)突破。返回2.2MCS-51單片機(jī)的封裝與引腳制造工藝為CHMOS的80C51/80C31除采用DIP封裝外，還采用方形封裝方式，為44只引腳。制造工藝為HMOS的MCS-51的單片機(jī)都采用40只引腳的雙列直插封裝(DIP）方式，目前大多數(shù)為此類封裝方式。2.2.1MCS-51單片機(jī)的封裝形
4、式3.I/O口引腳：P0、P1、P2、P3為4個(gè)8位I/O口的外部引腳.40只引腳按其功能來分，可分為三部分：1.電源及時(shí)鐘引腳：Vcc、Vss；XTAL1、XTAL22.控制引腳PSEN、ALE、EA、RESET（即RST).2.2.1電源及時(shí)鐘引腳電源引腳:Vcc（40腳）：＋5V電源；Vss（20腳）：接地。(2)時(shí)鐘引腳:時(shí)鐘引腳外接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了一個(gè)振蕩器，它提供單片機(jī)的時(shí)鐘控制信號(hào)。時(shí)鐘引腳也可外接晶體振蕩器。XTAL2（18腳）：在單片機(jī)內(nèi)部，接至內(nèi)部反相放大器的輸出端
5、。當(dāng)采用外接晶體振蕩器時(shí)，該引腳應(yīng)懸空。XTAL1（19腳）：在單片機(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)成片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接收振蕩器的信號(hào)。內(nèi)部時(shí)鐘方式機(jī)器周期、指令周期與指令時(shí)序P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1ALE時(shí)鐘一個(gè)機(jī)器周期=12時(shí)鐘周期P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1機(jī)器周期、指令周期與指令時(shí)序P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P
6、1P2S6P1P2S1ALE時(shí)鐘一個(gè)機(jī)器周期=12時(shí)鐘周期P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1指令周期：定義：執(zhí)行一條指令所需時(shí)間。指執(zhí)行令所需時(shí)間：1~4機(jī)器周期。fosc=6MHz，fcy=fosc/12，Tcy=2us；fosc=12MHz，fcy=fosc/12，Tcy=1us2.2.2控制引腳RST/VPD（9腳）RST:單片剛接上電源時(shí)，其內(nèi)部各寄存器處于隨機(jī)狀態(tài)，在此腳輸入24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)正常工作時(shí)，此腳應(yīng)為≤0
7、.5V低電平。VPD:備用電源輸入端。當(dāng)Vcc下降到低于規(guī)定的值，而VPD在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)（5±0.5V）時(shí)，VPD就向內(nèi)部RAM提供備用電源以保持內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)。ALE引腳輸出為地址鎖存允許信號(hào),當(dāng)單片機(jī)上電工作后,ALE引腳不斷輸出正脈沖信號(hào).當(dāng)訪問片外RAM存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許信號(hào))輸出脈沖的負(fù)跳沿用于16位地址的低8位鎖存信號(hào)。不訪問片外存儲(chǔ)器，ALE端以時(shí)鐘振蕩器頻率的1/6固定輸出正脈沖。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)（執(zhí)行MOVX指令），ALE會(huì)丟失一個(gè)ALE脈沖。2)ALE
8、/PROG（30引腳）PROG為本引腳的第二功能,對(duì)于EPROM型單片機(jī)（8751），在EPROM編程期間，此引腳用來輸入編程脈沖。思考：ALE能用做時(shí)鐘源或做定時(shí)嗎，為什么？3)PSEN(29引腳）片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在單片機(jī)讀外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此引腳輸出脈沖的負(fù)跳沿作為外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引腳接外部程序存儲(chǔ)器的（輸出允許）端。EA:內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制端。輸入高電平，CPU訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器(4K)。PC值超過0FFFH時(shí)，將自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。輸入
