[CH02]MCS-51单片机的硬件结构及工作原理精品PPT课件
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➢PC（程序计数器） ➢PC+1计数器 ➢指令寄存器 ➢指令译码器 ➢时序及控制电路
*
5
单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(3) 内部数据存储器
内部128字节的RAM(针对MCS-51单片机)； 内部256字节的RAM(针对MCS-52单片机)；
(4) 内部程序存储器
早期版本的MCS-51无内部程序存储器； 扩展型MCS-51片内包含容量不等(1K~64K)的程
40 VCC 39 P0.0(AD0) 38 P0.1(AD1) 37 P0.2(AD2) 36 P0.3(AD3) 35 P0.4(AD4) 34 P0.5(AD5) 33 P0.6(AD6) 32 P0.7(AD7) 31 EA/VPP 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7(A15) 27 P2.6(A14) 26 P2.5(A13) 25 P2.4(A12) 24 P2.3(A11) 23 P2.2(A10) 22 P2.1(A9) 21 P2.0(A8)
单片机主要有DIP、PLCC和TQFP三种封装形式
6 P1.4 5 P1.3 4 P1.2 3 P1.1 2 P1.0 1 NC 44 VCC 43 P0.0(AD0) 42 P0.1(AD1) 41 P0.2(AD2) 40 P0.3(AD3)
44 P1.4 43 P1.3 42 P1.2 41 P1.1 40 P1.0 39 NC 38 VCC 37 P0.0(AD0) 36 P0.1(AD1) 35 P0.2(AD2) 34 P0.3(AD3)
P1.5 7 P1.6 8 P1.7 9 RST 10 (RxD)P3.0 11 NC 12 (TxD)P3.1 13 (INT0)P3.2 14 (INT1)P3.3 15 (T0)P3.4 16 (T1)P3.5 17
(WR)P3.6 18 (RD)P3.7 19
XTAL2 20 XTAL1 21
DIP封装
P1.5 1 P1.6 2 P1.7 3 RST 4 (RxD)P3.0 5 NC 6 (TxD)P3.1 7 (INT0)P3.2 8 (INT1)P3.3 9 (T0)P3.4 10 (T1)P3.5 11
(WR)P3.6 12 (RD)P3.7 13
XTAL2 14 XTAL1 15
单片机的基本组成
(8) 中断控制系统
51单片机内部有5个中断源； 这些中断源可分为2个中断优先级；
(9) 时钟电路
51单片机内部振荡电路配合外部晶振或外部输入 的时钟信号，可产生时钟脉冲序列，控制CPU内 部逻辑电路运行。
*
9
单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
除了8位CPU外，MCS-51内部还具备一个很强的 位处理器，它实际上是一个完整的1位字长的计算 机；
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 (RxD)P3.0 10 (TxD)P3.1 11 (INT0)P3.2 12 (INT1)P3.3 13 (T0)P3.4 14 (T1)P3.5 15 (WR)P3.6 16 (RD)P3.7 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20
第二章 MCS-51单片机的 硬件结构及工作原理
2.1 单片机的内部结构
*
1
单片机原理与接口技术教程 部分单片机实物
*
2
单片机原理与接口技术教程
单片机内部结构框图
P0.0~P0.7
P2.0~P2.7
VCC GND
PSEN ALE EA
RESET
RAM地址 寄存器
128/256B RAM
P0驱动器 P0锁存器
序存储器； 内部程序存储器种类包括ROM、EPROM、Flash
等。
*
6
单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(5) 并行I/O端口
MCS-51单片机有四个8位并行I/O端口P0~P3； 这些端口既可按字节操作也可按位操作； P0口可复用为数据总线和低8位地址总线； P2口可作为地址总线的高8位； P3口为多功能口，可作为串行口、中断输入及计
该位处理器包含完整的1位CPU，位RAM、位寻 址寄存器、I/O端口控制和指令集；
从严格的意义上说，51是由8位CPU和1位CPU构 成的双CPU单片机。
*
10
第二章 MCS-51单片机的 硬件结构及工作原理
2.2 单片机的封装及 引脚功能说明
*
11
单片机原理与接口技术教程
2.2.1 单片机的封装
B寄存器
暂存器1
暂存器2
ALU
时
指
指
序
令
令
及
译
寄
控
码
存
制
器
器
PSW P1锁存器
P2驱动器
P2锁存器
ROM EPROM
Flash
ACC
SP
程序地址 寄存器
缓冲器
中断、串行口及 定时器模块
PC+1 PC
DPTR
P3锁存器
OSC
P1驱动器
P3驱动器
XTAL1
XTAL2
P1.0~P1.7
P3.0~P3.7
*
GND 22 NC 23
3
单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(1) 运算器
用于实现算术和逻辑运算，包括：
➢ALU（算术和逻辑单元） ➢ACC（累加器） ➢PSW（程序状态字） ➢寄存器B ➢暂存器1 ➢暂存器2
*
4
单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(2) 控制器
用于控制单片机程序运行和协调各部件正常工作 的“指挥中心”，包括:
数器的外部输入/输出。
*
7
单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(6) 定时器/计数器
51单片机内部有2个16位定时器/计数器T0和T1； 52单片机内部增加了一个16为定时器/计数器T2；
(7) 串行通信接口
51单片机内部有1个全双工的UART(通用串行收发 器)，可设置为多种工作模式；
*
wk.baidu.com
8
单片机原理与接口技术教程
GND 16 NC 17
(A8)P2.0 18 (A9)P2.1 19 (A10)P2.2 20 (A11)P2.3 21 (A12)P2.4 22
PQFP/TQFP封装
33 P0.4(AD4) 32 P0.5(AD5) 31 P0.6(AD6) 30 P0.7(AD7) 29 EA/VPP 28 NC 27 ALE/PROG 26 PSEN 25 P2.7(A15) 24 P2.6(A14) 23 P2.5(A13)
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单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(3) 内部数据存储器
内部128字节的RAM(针对MCS-51单片机)； 内部256字节的RAM(针对MCS-52单片机)；
(4) 内部程序存储器
早期版本的MCS-51无内部程序存储器； 扩展型MCS-51片内包含容量不等(1K~64K)的程
40 VCC 39 P0.0(AD0) 38 P0.1(AD1) 37 P0.2(AD2) 36 P0.3(AD3) 35 P0.4(AD4) 34 P0.5(AD5) 33 P0.6(AD6) 32 P0.7(AD7) 31 EA/VPP 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7(A15) 27 P2.6(A14) 26 P2.5(A13) 25 P2.4(A12) 24 P2.3(A11) 23 P2.2(A10) 22 P2.1(A9) 21 P2.0(A8)
单片机主要有DIP、PLCC和TQFP三种封装形式
6 P1.4 5 P1.3 4 P1.2 3 P1.1 2 P1.0 1 NC 44 VCC 43 P0.0(AD0) 42 P0.1(AD1) 41 P0.2(AD2) 40 P0.3(AD3)
44 P1.4 43 P1.3 42 P1.2 41 P1.1 40 P1.0 39 NC 38 VCC 37 P0.0(AD0) 36 P0.1(AD1) 35 P0.2(AD2) 34 P0.3(AD3)
P1.5 7 P1.6 8 P1.7 9 RST 10 (RxD)P3.0 11 NC 12 (TxD)P3.1 13 (INT0)P3.2 14 (INT1)P3.3 15 (T0)P3.4 16 (T1)P3.5 17
(WR)P3.6 18 (RD)P3.7 19
XTAL2 20 XTAL1 21
DIP封装
P1.5 1 P1.6 2 P1.7 3 RST 4 (RxD)P3.0 5 NC 6 (TxD)P3.1 7 (INT0)P3.2 8 (INT1)P3.3 9 (T0)P3.4 10 (T1)P3.5 11
(WR)P3.6 12 (RD)P3.7 13
XTAL2 14 XTAL1 15
单片机的基本组成
(8) 中断控制系统
51单片机内部有5个中断源； 这些中断源可分为2个中断优先级；
(9) 时钟电路
51单片机内部振荡电路配合外部晶振或外部输入 的时钟信号，可产生时钟脉冲序列，控制CPU内 部逻辑电路运行。
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单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
除了8位CPU外，MCS-51内部还具备一个很强的 位处理器，它实际上是一个完整的1位字长的计算 机；
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 (RxD)P3.0 10 (TxD)P3.1 11 (INT0)P3.2 12 (INT1)P3.3 13 (T0)P3.4 14 (T1)P3.5 15 (WR)P3.6 16 (RD)P3.7 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20
第二章 MCS-51单片机的 硬件结构及工作原理
2.1 单片机的内部结构
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单片机原理与接口技术教程 部分单片机实物
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单片机原理与接口技术教程
单片机内部结构框图
P0.0~P0.7
P2.0~P2.7
VCC GND
PSEN ALE EA
RESET
RAM地址 寄存器
128/256B RAM
P0驱动器 P0锁存器
序存储器； 内部程序存储器种类包括ROM、EPROM、Flash
等。
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单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(5) 并行I/O端口
MCS-51单片机有四个8位并行I/O端口P0~P3； 这些端口既可按字节操作也可按位操作； P0口可复用为数据总线和低8位地址总线； P2口可作为地址总线的高8位； P3口为多功能口，可作为串行口、中断输入及计
该位处理器包含完整的1位CPU，位RAM、位寻 址寄存器、I/O端口控制和指令集；
从严格的意义上说，51是由8位CPU和1位CPU构 成的双CPU单片机。
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第二章 MCS-51单片机的 硬件结构及工作原理
2.2 单片机的封装及 引脚功能说明
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单片机原理与接口技术教程
2.2.1 单片机的封装
B寄存器
暂存器1
暂存器2
ALU
时
指
指
序
令
令
及
译
寄
控
码
存
制
器
器
PSW P1锁存器
P2驱动器
P2锁存器
ROM EPROM
Flash
ACC
SP
程序地址 寄存器
缓冲器
中断、串行口及 定时器模块
PC+1 PC
DPTR
P3锁存器
OSC
P1驱动器
P3驱动器
XTAL1
XTAL2
P1.0~P1.7
P3.0~P3.7
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GND 22 NC 23
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单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(1) 运算器
用于实现算术和逻辑运算，包括：
➢ALU（算术和逻辑单元） ➢ACC（累加器） ➢PSW（程序状态字） ➢寄存器B ➢暂存器1 ➢暂存器2
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单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(2) 控制器
用于控制单片机程序运行和协调各部件正常工作 的“指挥中心”，包括:
数器的外部输入/输出。
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单片机原理与接口技术教程
单片机的基本组成
(6) 定时器/计数器
51单片机内部有2个16位定时器/计数器T0和T1； 52单片机内部增加了一个16为定时器/计数器T2；
(7) 串行通信接口
51单片机内部有1个全双工的UART(通用串行收发 器)，可设置为多种工作模式；
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单片机原理与接口技术教程
GND 16 NC 17
(A8)P2.0 18 (A9)P2.1 19 (A10)P2.2 20 (A11)P2.3 21 (A12)P2.4 22
PQFP/TQFP封装
33 P0.4(AD4) 32 P0.5(AD5) 31 P0.6(AD6) 30 P0.7(AD7) 29 EA/VPP 28 NC 27 ALE/PROG 26 PSEN 25 P2.7(A15) 24 P2.6(A14) 23 P2.5(A13)