单片机的内部结构及其工作原理介绍

EPROM 4KB 128B+SFR 8×4
FLASH 4KB 128B+SFR 8×4
备注
DIP 40脚 DIP 40脚 DIP 40脚 DIP 40脚
89C2051 FLASH 2KB 128B+SFR 15 简化DIP 20脚
8XC552
8K
256B+SFR 8×6 增强多功能型
掩膜ROM PROM/OTP-ROM EPROM EEPR精OM品课件 FLASH
第
Single Chip Microcomputer
章
本章内容
单
单片机内部结构及引脚
片
单片机存储器配置
机
结
单片机输入输出口
构
单片机时序及接口
原
理
精品课件
§2-1 MCS-51单片机内部结构及引脚
MCS-51系列单片机是英特尔公司1980推出的高档8位机 分为二个子系列，、三个版本：
存储器类型 掩膜
MCS-51单片机硬件结构
时钟电路
T0 T1
ROM
RAM 定时计数器
CPU
并行接口 串行接口
中断系统
P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
结构框图
精品课件
•
•Βιβλιοθήκη Baidu
并行I/O口：4
个中8央位的处I理/O器口
PC0P、U：P1、8位P2，、
•• ••
串双P时内掩存运功中53个工行。钟放部膜断算能中串口电程RR控和OO断行：路序MM制：，源控口一：、系用4（。个制可原K统于B外全：
1. 中央处理器CPU：8位，运算和控制功能 2. 内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于
存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。 3. 内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。 4. 定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数
功能。 5. 并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。 6. 串行口：一个全双工串行口。 7. 中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2
XTPA3L.27 XTAL1
VSS
1
40
2
39
3
38
4 5
8031
37 36
6
35
7 8051 34
8
33
9 10
8751
32 31
11
30
12 89C51 29
13
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
24
19
22
20
21
VCC 1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地)
P0.
0 P0.1
2、振荡电路：XTAL1、XTAL2
••
产序振1始部时个个定两时现功内2用个存据25生列频M数，中/）定时个/能单放部户，6H计计个时，率Z据串断时/1。元可使后R数数计6AR钟允6和行2或位，读用1MAM中个器数2：M脉许H表中计的用写前8单Z，断，器个共冲晶格和断数定于数1元定2实：2单。18，
元被专用寄存
器占用。
1、8051单片机的基本组成
精品课件
几个工作周期的区别：
振荡周期 状态周期 机器周期 指令周期
精品课件
❖ 时钟周期 ,T:时序中最小的时间单位.其值由外接晶体或外 输入时钟来决定，其值为石英振荡器频率的倒数。 例如:在单片机外接1MHZ的晶体,则单片机的系 统时钟的频率为1M, 时钟周期为1us.
❖ 机器周期:完成特定功能所需要的时间,在MCS-51单片机中 机器周期由12个时钟周期构成,并分为6个状态(S1-S6),每 个状态又分为P1和P2两拍.这样一个机器周期的12个震荡周 期可以表示为: S1P1,S1P2,S2P1,S2P2,S3P1,S3P2 … S6P1,S6P2 将12个震荡周期用6个状态和2拍来替代。
个，串行中断1个） 8. 时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和
12MHZ
精品课件
2、MCS-51单片机信号引脚简介
P1. 0
P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 RPS1T.7
RXD/ P3. TXD/ 0 INT0/ P3.1 INT1/ P3.2
T0/ P3.3 T1/ P3.4 WR/ P3.5 RD/ P3.6
1us,
一个机器周期为
2us,
两个机器周期为
4us.
四个机器周期为
精品课件
返回
可见一条指令的运算速度与它所包含的机器周期
(2)、控制或复位引脚
RST / VPD — 当出现两个机器周期高电平时，单片机复位 。 复位后，P0 - P3 输出高电平；SP寄存器为07H； 其它寄存器全部清0；不影响RAM状态。 参考复位电路如下：
EA = 0 时，只访问外部程序存储器,即外ROM
对于8751单片机编程时，该端施加编程电压
IO引脚
P0.0 ~ P0.7 ； P1.0 ~ P1.7 ； P2.0 ~ P2.7 ；P3.0 ~ P3.7 四个I / O口，每口八条精线品；课件还兼作地址/数据线。
3、时钟电路与复位电路
(1)时钟振荡电路
单片机系列
ROM
EPROM
MCS51
51子系 列
52子系 列
8031 8051 8751 8032 8052精品课件
/ 4KB
/ / 8KB
/ / 4KB / /
型号 8031 8051 8751 89C51
片内ROM 片内RAM I/O口线
无
128B+SFR 8×4
掩膜4KB 128B+SFR 8×4
T
S1 S2 S3 S4 S5 S6
精品课件
机器周期
❖ 指令周期:这是时序图中最大的时间单位,既执行一条指令 所需要的时间.在MCS-51系统中,不同的指令它所包含的机 器周期数不同.它们分别是:
1,单机器周期指令; 期指令
2,双机器周期指令; 3,四机器周
我们知道:一个机器周期包含了12个震荡周期.如果我们使用 一个12M的晶体震荡器,那么:
0 精品课件
ALE / PROG —— 地址锁存控制端，访问外部存储器用来 锁存由P0口送出的低8位地址；不访问外存时，提供1/6 fosc振荡频率；PROG用于对8751片内的EPROM输入编程脉 冲 ； PSEN —— 外部程序存储器的读选通信号端
EA / Vpp —— 内\外ROM选择端
EA = 1 时，访问内部程序存储器,即内ROM
P0.2
P0.3 3、复位引脚：RST
P0.4
P0.5 P0.6
4、并行口：P0、P1、P2、P3
PE0A.7
ALE 5、EA：访问程序存储控制信号
PSEN
P2.7 P2.6
6、PSEN：外部ROM读选通信号
P2.5
P2.4 7、ALE：地址锁存控制信号
P2.3
P2.2
P2.1 P3口线的第二功能
P2.