單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)ppt課件.ppt

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1、單片機(jī)原理及接口技術(shù)李飛2009/05/16演示文稿CPU存儲器串行I/O接口并行I/O接口定時器/計數(shù)器中斷系統(tǒng)P0-P3TxDRxDTINT單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖返回MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖返回MCS-51單片機(jī)內(nèi)部組成和信號引腳8051單片機(jī)的基本組成中央處理器CPU：8位，運(yùn)算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個RAM單元，用戶使用前128個單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時/計數(shù)器：兩個16位的定時/計數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時或計數(shù)功能。并行I/O口：4個8位的I/O口P0、

2、P1、P2、P3。串行口：一個全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個中斷源（外中斷2個，定時/計數(shù)中斷2個，串行中斷1個）時鐘電路：可產(chǎn)生時鐘脈沖序列，常用晶振頻率：6MHZ、12MHZ、11.0592MHZ，最高可達(dá)40MHZMCS-51信號引腳[引腳圖]電源：VCC、VSS振蕩電路：XTAL1、XTAL2并行口：P0、P1、P2、P3復(fù)位引腳：RST/EA：訪問程序存儲控制信號/PSEN：外部ROM讀選通信號ALE：地址鎖存控制信號信號引腳的第二功能P3口線的第二功能后備電源的引入：RST/VPD返回MCS-51存儲器資源內(nèi)部：MCS-51內(nèi)部自帶4KB的程序

3、存儲器128B的數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)外RAM統(tǒng)一編址，由不同的指令來尋址。外擴(kuò)：MCS-51具備64KB程序存儲器和64KB的數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展能力但外擴(kuò)時需占用P0、P2口作為8位數(shù)據(jù)總線和16位地址總線。內(nèi)外ROM統(tǒng)一編址，均由PC尋址，由EA端的硬件連接來區(qū)分內(nèi)外ROM。[存儲器空間分布圖]數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)部RAM一、低128單元（00H~7FH）[片內(nèi)RAM的配置]通用寄存器區(qū)（00H~1FH）功能：存放操作數(shù)及中間結(jié)果。注意事項：在任一時刻，CPU只能使用其中一組寄存器。位尋址區(qū)（20H~2FH）共計128位，位地址：00H~7FH功能：具有布爾處理機(jī)功能注意：既

4、可進(jìn)行字節(jié)操作，又可對位操作。用戶RAM區(qū)（30H~7FH）二、高128單元（80H~FFH）共21個特殊功能寄存器SFR，其中有11個可以位尋址。這21個SFR可以分成以下幾類：中間寄存器：累加器ACC，B寄存器地址指針：程序計數(shù)器PC，堆棧指針SP，數(shù)據(jù)指針DPTR狀態(tài)寄存器：PSWI/O口：P0、P1、P2、P3、SBUF專用寄存器：TMOD、TCON、TH0、TL0、TH1、TL1；SCON；IE、IP[片內(nèi)RAM的配置]累加器ACC（8位）：存放操作數(shù)或中間結(jié)果B寄存器（8位）：用于乘除運(yùn)算時存放乘數(shù)或除數(shù)，以及數(shù)據(jù)暫存程序狀態(tài)字PSW（8位）：存

5、放程序運(yùn)行中的各種狀態(tài)信息，我們可以依據(jù)這些信息作出相應(yīng)處理。D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVF1P[片內(nèi)RAM的配置]程序狀態(tài)字寄存器PSW程序計數(shù)器PC（16位）：存放下一條指令的地址，尋址范圍64KB功能：自動加1，控制程序順序執(zhí)行或跳轉(zhuǎn)、返回等系統(tǒng)復(fù)位后PC=0000H。注意：PC實(shí)際上不是SFR，而是CPU的一部分，無地址，無法對其讀寫數(shù)據(jù)指針DPTR（16位）：用于訪問外部RAM時作地址指針用，尋址范圍64KB，不具備自動加1功能，但設(shè)有專用的加1指令I(lǐng)NCDPTR[片內(nèi)RAM的配置]堆棧指針SP（8位）：存放堆棧頂?shù)?/p>

6、地址，每執(zhí)行一次入棧操作自動加1，每執(zhí)行一次出棧操作自動減1，調(diào)用指令將影響SP內(nèi)容。堆棧：按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”原則存取數(shù)據(jù)的特殊存儲區(qū)功能：暫存數(shù)據(jù)和地址。注意：一般在內(nèi)部RAM的30H~7FH單元中開辟堆棧。堆棧大小用戶決定，SP內(nèi)容一經(jīng)確定，則堆棧大小也確定了。系統(tǒng)復(fù)位后，SP=07H。程序存儲器ROM/EPROM作用：存放編好的程序和表格常數(shù)等。8051的ROM也有兩個地址空間：片內(nèi)ROM——4KB片外ROM——可擴(kuò)展到64KB注意：1.片內(nèi)ROM和片外ROM是統(tǒng)一編址的。2.在ROM中，有6組單元具有特殊功能：0000H：復(fù)位后，程序的入口地址

7、(PC=0000H)0003H~000AH：000BH~0012H：0013H~001AH：001BH~0022H：0023H~002AH：在中斷和定時器章節(jié)中再介紹返回并行I/O口資源MCS-51提供4個8位準(zhǔn)雙向并行I/O端口。準(zhǔn)雙向：既可用作數(shù)據(jù)輸入緩沖，又可用作數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動及鎖存，但用作輸入時必須先設(shè)置為高電平。P0口：可以作為通用的?/O口進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入輸出，但在實(shí)際中絕大多數(shù)情況下都作為地址/數(shù)據(jù)線使用。P1口：通常是作為通用?/O口使用的P2口：P2口可以作為通用?／O口使用。但通常應(yīng)用情況下，P2口是作為高位地址線使用。P3口：第一功能是作為

8、I/O口使用，它的第二功能信號都是單片機(jī)的重要控制信