而访问片外数据存储器时

VCC VSS
b)
A15 A14
A13
A12
A11
A10 地 A9
址
A8 A7
总
A6 线Baidu Nhomakorabea
锁
A5 ( AB) A4
存
A3
器
A2 A1
A0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
D0 VCC
V SS
数 据 总 线 ( DB)
8
2.1.1 引脚定义与功能
主电源引脚 Vcc（40脚）：一般接+5V电源正端。 Vss（20脚）：一般接+5V电源地端。
2
51系列单片机的内部基本结构
外部时钟源
外部计数脉冲
振荡器和 时钟电路
程序存储器 4KB
数据存储器 128B
两个16位 定时器/计数器
8051 CPU
中断系统
外中断
64K字节总线扩 展控制
并行I/O 端口
控制
外部设备
全双工 串行口
串行通信
3
基本组成及功能：
中央处理器CPU 其主要由运算电路和控制 电路两大部分组成。
外部 时钟
悬空
XTAL 1 XTAL 2
GND
8XX51 CHMOS
悬空
外部 时钟
XTAL 1
XTAL 2
GND 8XC51 HMOS
14
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
40
2
39
3
38
4
37
5
36
6
35
7
34
8
33
9
8051 32
10 8751 31
11 8031 30
12
29
13
28
14
统称为P3口。
11
P3口的第二功能表
引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4
P3.5
P3.6 P3.7
第二功能 RXD TXD
INT0 INT1
T0
T1
WR
RD
说明 串行口输入端 串行口输出端 外部中断0请求输入 外部中断1请求输入 定时器/计数器0计数脉冲输入
定时器/计数器1计数脉冲输入
10
2.1.1 引脚定义与功能
输入/输出口 P0口（39~32脚）：输入/输出线P0.0~P0.7
统称为P0口。 P1口 （1~8脚）：输入/输出线P1.0~P1.7统称
为P1口。 P2口 （21~28脚） ：输入/输出线P2.0~P2.7
统称为P2口。 P3口 （10~17脚） ：输入/输出线P3.0~P3.7
5
基本组成及功能：
位处理器 内部数据存储器RAM 内部程序存储器ROM 定时/计数器 并行I/O口 串行口 中断控制系统 时钟电路 总线
6
MCS-51单片机内部整体结构原理图
7
2.1.1 引脚定义与功能
MCS-51系列单片机引脚功能及总线结构
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
1
2.1 内部总体结构
51子系列单片机的主要特点为： 1个CPU，1个片内振荡器及时钟电路； 4KBROM，128BRAM； 21个特殊功能寄存器； 32条可编程的I/O线（4个8位并行I/O接口）； 可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存
储器的控制电路； 2个16位定时/计数器； 5个中断源、2个优先级嵌套中断结构； 1个可编程全双工串行接口； 1个有位寻址功能、适于逻辑运算的位处理机。
27
15
26
16
25
17
24
18
23
19
22
20
21
a)
VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
EA / ALE/ PROG
PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
用 户 I/O
控 制 总 线 (CB)
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
CPU产生的时序信号有两类：一类用于片内各 功能部件的控制 ；另一类用于片外存储器或I/O端 口的控制 。
13
2.2.1 时钟电路
MCS-51单片机的时钟信号产生通常有两种方 式：内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式
C1 30pF
C2 30pF
XTAL 1
XTAL 2 GND 8XX51
外部时钟方式
本章将详细介绍MCS-51系列单片机的内部硬件 结构、引脚定义、存储器配置、输入/输出端口、复 位和时钟电路、工作模式等内容。 2.1 内部总体结构 2.1.1 引脚定义与功能 2.2 时钟电路与时序 2.3 存储器配置 2.4 输入/输出接口 2.5 复位和复位电路 2.6 工作方式
P 3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
8051 8751 8031
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 ALE
PSEN EA ALE RST
外部数据存储器写选通信号输出 外部数据存储器读选通信号输出
12
2.2 时钟电路与时序
MCS-51单片机本身是一个复杂的同步时序电 路，为保证同步工作方式的实现，MCS-51单片机 在唯一的时钟信号控制下，严格地按时序执行指 令。在执行指令时，CPU以时钟电路的主振频率为 基准发出CPU的时序，对指令进行译码，并由时序 电路产生一系列控制信号去完成指令所规定的操 作。这些控制信号在时间上的相互关系就是CPU时 序。
外接晶体振荡器引脚 XTAL1（19脚） ：外接晶体振荡器的一端。 XLAT2（18脚）：外接晶体振荡器的另一端。
9
控制线 RST/VPD（9脚）：复位/备用电源线。 ALE/ PROG（30脚）：地址锁存允许/编程线 PSEN（29脚):片外程序存储器读选通信号输出端， 低电平有效。 EA/VPP（31脚）：片外程序存储器选用端，低电平 有效。
1. 运算电路以算术逻辑单元 ALU为核心，包括累加器 ACC、寄存器B、程序状 态字PSW和两个暂存寄存 器TMP等。 运算电路的基本结构如图 所示。
4
2. 控制电路是保证单片机各部分能在程序运行过程中自动 而协调工作的指挥枢纽，其核心部分是指令地址的计算、 取指和指令译码。主要包括程序计数器PC、PC加1寄存器（ PC增量）、指令译码器、定时与控制电路等。控制电路的 基本结构如图。