[理学]MCS-51单片机组成原理

存储器类型 内部 内部 内部
单片机
ROM EPROM RAM
其它
8031 / MCS—51 8051 4KB
8751 /
/ / 4KB
128B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4个8位可编程并行接口 2个16位定时/计数器 1个串行通信接口URAT
2个外部中断源
8032 / MCS—52 8052 8KB
8752 /
/ / 8KB
256B
接口控制电路
并行输入输出接口：4个8位I/O接口 串行输入输出接口：1个UART 复位逻辑RST：高电平复位（＞10ms）
中断控制逻辑：2个外部和3个内部中断
内部中断：1个串行口中断、2个计数器中断 外部中断：2个外部中断INT0、INT1
四、主要性能
小结
◆CPU：8位； ◆存储器：片内128B RAM、4KB ROM，片外可扩展64KB
4个8位可编程并行接口 3个16位定时/计数器 1个串行通信接口URAT 2个外部中断源
★一般MCS—51单片机不加特别说明就指8031
4、存储器结构
哈佛结构：程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间 分开编址。
普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空
间，统一编址。
MCS— 51
二、7个入口地址
64KB：0000H——FFFFH （c）内部+外部
内部4KB：0000H——0FFFH 外部60KB：1000H——FFFFH
EA=1时，访问内部程序存储器， 超出内部地址范围时，自动指向外部；
EA=0时，强行访问外部程序存储器, 不管内部是否有程序存储器。
EA管脚 的作用?
0FFFH : : :
复位：RST，高电平复位
外 时钟：XTAL1、XTAL2
部 结 存储器接口信号
/EA：低电平从外部程序存储器取指令 /PESN：取指令选通信号 ALE：外部地址锁存信号
构
/WR：外部数据写选通信号 /RD：外部数据读选通信号
I/O接口
P0口：外部数据总线和地址总线低8位或I/O口 P1口：I/O口 P2口：外部地址总线高8位或I/O口 P3口：I/O口或特殊端口
例2－1：程序入口引导
ORG 0050H；INT0中断
SUB-IT0：…
0000H
内部ROM （4KB）
FFFFH
:
:
外部ROM
: 1000H 0FFFH
（60KB）
: 内部or 外部ROM
:
:
（4KB）
0000H
2、数据存储器空间
◆内部RAM空间=256B，低128B为数据存储器RAM， 另128B空间作为特殊寄存器SFR使用
◆外部RAM空间=64KB
★★
MCS-51的程序寻址范围为：0000HFFFFH MCS-51的内部RAM寻址范围为：00H7FH
PDIP
◆ CHMOS工艺的51单片机，44脚 方型塑封结构PLCC封装 ，如80C51
PDIP封装
HMOS工艺的51单片机
二、引脚定义
8051单片机的引脚定义： ◆2条电源线 ◆2条外接晶体振荡器 ◆4条控制和电源复用线 ◆32条I/O引脚
详细引脚描述参见表2－1－1
电源：VCC、VSS
内部SFR寻址范围为：80HFFH MCS-51的外部RAM寻址范围为：0000HFFFFH
3、MCS—51单片机的分类
◆MCS—51单片机泛制8031、8051、8751等型号，其主要型号区 别在于其内部ROM的类型 ◆MCS—52系列单片机泛指8032、8052、8752等型号,它是对应 MCS—51系列单片机的加强型或称double型,主要是存储器加倍
特殊端口
串行口：RXD、TXD 中断接口：INT0、INT1 计数器：T0、T1
三、单片机的内部结构
时钟
外扩展部分
ROM存 储器
RAM存储器 SFR特殊寄存器
计数输入 T0 T1
定时/计数器
CPU
并行 I/O接口
串行 I/O接口
中断 系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD INT0 INT1
MCS-51单片机内部结构
RAM、64KB ROM； ◆4个8位I/O口，共32条I/O口线； ◆2个16位定时／计数器； ◆1个全双工通用异步串行通信端口； ◆2个外部、3个内部共5个中断源，2个中断优先级； ◆内部RAM以及特殊寄存器SFR可以位寻址，即拥有布尔 操作区； ◆乘除指令、布尔操作指令。
算术逻辑运算单元ALU
累加器ACC
寄存器阵列、栈区
中央处理器CPU
状态标志PSW 程序指针PC、栈指针SP、数据指针DPTR
内 部
程序存储器ROM
指令译码逻辑 ——内部最多4KB ROM或EPROM
组 数据存储器RAM ——内部128B RAM以及特殊寄存器SFR块
成 时序控制逻辑 ——内部时钟振荡器及时序控制逻辑
入口地址是硬件自 动引导的程序跳转
入口
何谓入 口地址？
入口地址
0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
用途
复位入口 INT0中断入口 CTC0中断入口 INT1中断入口 CTC1中断入口 串行口中断入口 CTC2中断入口（52系列）
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP SUB-IT0 ORG 000BH AJMP SUB-CT0 ORG 0013H AJMP SUB-IT1 ORG 001BH AJMP SUB-CT1 ORG 0023H AJMP SUB-UT
第2章 MCS—51单片机 组成原理
§1. 引脚描述与内部结构 §2. 存储器配置 §3. 时钟、复位、时序 §4. 输入输出端口 §5. 工作方式
§1. MCS-51引脚描述与内部结构
一、封装形式
★ PDIP封装，引脚数40、24、20、8
★ PLCC封装，68脚、44脚
PLCC
◆ HMOS工艺的51单片机，40引脚 双列直插PDIP封装 ，如8051
§2. MCS-51存储器配置
一、地址空间
4个物理存储器空间：内部ROM、外部ROM
1、程序存储器空间
内部RAM、外部RAM。
内部ROM+外部ROM的总空间=64 KB
三种程序存储器配置情况：
（a）内部ROM（或PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM）
4KB：0000H——0FFFH （b）外部ROM（或PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM）