单片微型计算机原理及结构

RAM
DPTR指针
通道1锁存器 通道1驱动器 通道3锁存器 通道3驱动器
振荡器
XTAL1
XTAL2
P1.0～P1.7
P3.0～P3.7
2.2.1 8051单片机的结构
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 中央处理单元(8位CPU) 只读存储器(4K ROM) 随机存取存储器(128B/256B RAM) 并行输入/输出口（32条）: P0口、 P1口、 P2口、 P3口 串行输入/输出口（2条）: TXD RXD 定时/计数器: T0 T1 时钟电路为内部振荡器与外接晶振电路。 中断系统有5个中断: INT0 INT1 TF0 TF1 TI/RI
00H
0000H
图2.4 8051存储器组织结构图
2.3.1 MCS_51的存储器结构
1．物理上，分为4个存储空间：片内ROM、片外ROM、片外RAM（8031 无片内ROM）。 2．逻辑上，分为3个空间：片内、片外同一程序存储器，片内随机存储 器，片外随机存储器。它们的编址方式太及可用于其上的指令如下。 程序存储器（片内、片外）统一编址，使用MOVC指令； 数据存储器（片内）统一编址，使用MOV指令； 数据存储器（片外）统一编址，使用MOVX指令。 3．功能上，把存储器分为5种类型： 程序存储器，使用MOVC指令； 内部数据存储器，使用MOV指令； 外部数据存储器，使用MOVX指令； 特殊功能寄存器，使用MOV指令； 位地址空间，使用MOV、SETB、CLR等指令。
2.2.2 MCS_51单片机外部引脚
掩模MOS制造工艺的MCS_51单片机都采用40脚 双列直插式封装（DIP）方式。下面分别叙述这40条 引脚的功能。 主电源引脚 .VSS(20脚)：接地； .VCC（40脚）：接+5V电源。 外接晶振引脚 .XTAL1（19脚）：接外部晶振的一个脚。 .XTAL2（18脚）：接外部晶振的一个引脚。 控制或复位引脚 .RST/VPD（9脚） .ALE/PROG(30脚) ·PSEN（29脚） ·EA/VPP（31脚） 输入/输出引脚 P0—P3共4个输入/输出口，32个引脚，每个口为 8根I/O线，它们的功能与使用将在本章程2.5节中 详细介绍。
表2.1 MCS-51系列型号
型 号 8051AH 8031AH 8751H 80C51 80C31 制造技术 H MOS AH MOS H MOS CHMOS CHMOS 片内程序存储器 ROM (4k) 无 EPROM（4K） ROM （4K） 无 片内数据存储器 128字节 128字节 128字节 128字节 128字节
图 2-2 8051的内部结构框图
通道0驱动器 VCC (+5V) GND ACC TMP2 ALU PSEN ALE RST EA 定时 和 控制 逻辑 指 令 寄 存 器 指 令 译 码 器 PSW TMP1 PCON SCON TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SBUF(TX/RX) IE IP 中断、串行口和定时器逻辑 PC递增器 程序计数器PC０ 驱动器 RAM地址 锁存器 通道0锁 存器 通道2驱动器 通道2锁 存器 ROM/ EPROM 程序地址寄存器 B寄存器 堆栈指针SP 缓冲器
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC P0.0/AD 0 P0.1/AD 1 P0.2/AD 2 P0.3/AD 3 P0.4/AD 4 P0.5/AD 5 P0.6/AD 6 P0.7/AD 7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15 P2.6/A 14 P2.5/A 13 P2.4/A 12 P2.3/A 11 P2.2/A 10 P2.1/A 9 P2.0/A 8
2.1

概
述


MCS_51系列单片机是Intel公司于是1980年推出的高档8位机。由于其优秀的 性能价格获得了广泛的应用，也成为我国单片机市场的主流产品。 目前广泛使用的MCS-51系列单片机有三个版本：8031、8051、8751。 8051：8位CPU、128B RAM、4KB ROM、23个特殊功能寄存器、4个8位并行 口、1个全双工串行口、2个别16位定时/计数器。 8751：仅改进来8051的掩模式的4KB ROM为4KB的EPROM。 8031：较8051不包含ROM。严格说来，8031不是完全的单片机。 单片机的发展非常迅速，世界上一些著名的器件公司如Motorola公司、Zilog 公司等也竞相推也新产品。1983年，Intel公司又推出了高性能的16位MCS-96 系列单片机。 INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以 有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以 满足不同的需求，其中 89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由 美国ATMEL公司开发生产的。以后我们将用89C51来完成一系列的实验。
803 1 805 1 875 1
图2.3 MCS51引脚图
2.3 MCS_51单片机存储器配置
FFFFH 外部 ROM 1000H 80H RAM 30H 0FFFH 内部 ROM EA = 1 0000H 外部 ROM EA = 0 20H 位寻址区 工作 寄存器 0～3组 外部 RAM FFH SFR FFFFH
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8052
8032
H MOS
H MOS
ROM （8K）
无
256字节
256字节
2.2 MCS_51单片机内部结构及引脚
T0 T1
时钟电路 RO M RA M 定时/计数器
内部总线 CP U
并行接口
串行接口
中断系统
P0 P1 P2 P3
TX D
R XD
IN T0
IN T1
图 2-1 MCS-51单片机的基本结构