第二讲单片机内部结构及引脚功能(可编辑修改word版)

教案首页（以 2 课时为单元）

第二讲AT89S51 单片机内部结构及引脚功能

一、AT89S51 单片机内部结构（如图）

1.一个个8 位的CPU

2.一个片内振荡器及时钟电路

3.4KB Flash ROM（不同型号内容不同，看书P4）

4.128B 内部RAM

5.可寻址64KB 的外部ROM 和外部RAM 的控制电路

6.两个16 位定时器/计数器（Timer/Counter）

7.26 个特殊功能寄存器（Special Function Register）

8. 4 个8 位并行（Parallel）I/O 口

9.一个串行口（Series）

10. 5 个中断源（Interrupt）

11.内部硬件看门狗电路

12.一个SPI 串行接口,用于芯片的在系统编程

这些我们称为单片机的资源（Souce），单片机的应用就是怎么充分合理地利用这些资源，来解决实际中的问题。

二．AT89S51 单片机的CPU

MCS-51 的CPU 包括两部分：运算部件和控制器。

1、运算部件

运算部件组成：包括算术逻辑部件ALU、布尔处理器、累加器A、寄存器B、暂存器以及程序状态字寄存器PSW 等。

运算部件功能：是实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据的传送操作。

ALU 的功能：可以对8 位变量进行逻辑“与”、“或”、“异或”、循环、求补和清零等基本操作，还可以进行加、减、乘、除等基本运算。还可对位（BIT）变量进行布尔

处理，如置位、清零以及逻辑“与”、“或” 等操作。

累加器A：是一个8 位的累加器（也可以写为ACC），绝大部分运算和操作都同A 有关。寄存器B：是专为执行乘法和除法操作而设置的，一般情况下也可以作为暂存器使用。2．控制器（Controler）

控制器是单片机的神经中枢，以振荡器的频率位基准，产生CPU 时序，对指令（Command）进行译码，然后发出各种控制信号，实现各种操作。

三、AT89S51 单片机的引脚及其功能

1．电源

（1）VCC （40）——芯片电源，接+5V；（4.5~5.5）

（2）VSS （20）——电源地。

2．时钟引脚

XTAL1（18）、XTAL2（19）——外接晶体振荡或外接脉冲。（P42）

3．控制线

RST（9）——复位引脚。（Reset），高电平有效。

EA——片内外ROM 选择

EA=1，选择片内ROM；

EA=0，选择片外ROM。

★注意★：控制信号线写法上的差别。有“非”表示低电平起作用，反之是高电平起作用。

4．I/O 口线

P0 口：8 位双向I/O 口。在访问外部存储器时，P0 口可用于分时传送低8 位地址

总线和8 位数据总线。能驱动8 个LSTTL 门。

P1 口：8 位准双向I/O 口（“准双向”是指该口内部有固定的上拉电阻）。能驱动

4 个LSTTL 门。

P2 口：8 位准双向I/O 口。在访问外部存储器时，P2 口可用于高8 位地址总线。

能驱动4 个LSTTL 门。

P3 口：8 位准双向I/O 口。能驱动4 个LSTTL 门。P3 口还有第二功能。

四、AT89S51 单片机的存储器结构(如图1 所示)

MCS-51 单片机的组织结构可以分为三个不同的存储空间，分别是：

（1）64KB 的程序存储器（ROM），包括片内和片外；

（2）64KB 的外部数据存储器（外RAM）；

（3）内部数据存储器（内RAM）。

这三种不同的存储器在物理结构上是相互独立的，它们有各自的寻址系统、控制信号，CPU 是通过不同的指令来访问或操作这些存储器。

三种存储空间的编址有重叠,CPU 是怎么处理的?它是分别通过不同的指令来实现对它们操作。

用MOVC 指令访问ROM 空间，用MOV 指令访问内部RAM，用MOVX 指令访问外部RAM。

1.程序存储器（ROM）

程序存储器用于存放程序和表格常数，程序的存放是从0000H 单元开始存放。在ROM 的开始一段区间（0003H~0023H）被用于存放中断的入口地址，因此，编制的主程序应存放在它的后面。至于这段空间的用法我们学习中断的时候再详细研究。程序上是通过在0000H 单元开始的地方设置跳转指令，跳过该区域。