第2章单片微机的基本结构
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第二章 单片微机的基本结构
2.1 80C51单片微机的内部结构 2.2 80C51单片微机的引脚及其功能 2.3 80C51 CPU的结构和特点 2.4 80C51存储器结构和地址空间 2.5 80C51并行输入/输出端口 2.6 80C51布尔（位）处理器 2.7 80C51单片微机的工作方式
P0——8位、漏极开路的双向I/O口。 当使用片外存储器（ROM及RAM）时，作低八位地址和
数据总线分时复用。 P0口（作为总线时）能驱动 8个 LSTTL负载。
·P1——8位、准双向I/O 口。 在编程/校验期间，用做输入低位字节地址。 P1口可以驱动 4个 LSTTL负载。
·P2——8位、准双向I/O口。 当使用片外存储器（ROM及RAM）时，输出高8位地址。 在编程/校验期间，接收高位字节地址。 P2口可以驱动4个LSTTL负载。
图2–2 80C51/80C52的封装及逻辑图
在某些场合，不需通过并行总线扩展芯片， 这时常采用20引脚双列直插（DIP）甚至仅 14引脚的单片微机，如ATMEL公司的 1051/2051/4051单片微机等，或PHILIPS 公司的P87LPC764单片微机。它们的封装 及引脚见图2–3。
图2–3 非总线型单片微机引脚示意图
二、8051单片机外部引脚
p1.0
1
p1.7
8
RST
9
p3.0 / RXD 10
p3.1 / TXD 11
p3.2 / INT0 12
p3.3 / INT1
13
8051
p3.4 / T0
14
p3.5 / T1
15
p3.6 / WR
16
p3.7 / RD
17
XTAL 2
18
XTAL1
19
VSS
20
40
2.1 80C51单片微机的内部结构 80C51内部结构如图2－1所示
微型计算机的基本组成有三部分，即CPU +存储器+ I/O 接口
中央处理器CPU (算术逻辑部件 ALU、控制器等)
包 只读存储器 ROM 括 随机存取存储器RAM
定时器/计数器 并行 I/O口 P0～P3、串行口 中断系统以及定时控制逻辑电路等。
复位 。
复位后，P0-P3 输出高电平；SP为07H；PC为 0000H。
其它寄存器全部清0；不影响RAM状态。
ALE / PROG —— 地址锁存控制端；当访问外部程 序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位 字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个 1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别 单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。 PSEN —— 外部程序存储器的读选通信号端；低电 平有效。 EA/ Vpp —— 内\外ROM选择端 EA= 1 时，访问内部程序存储器,即内ROM EA= 0 时，只访问外部程序存储器,即外ROM
VCC
ห้องสมุดไป่ตู้
39
p0.0
32
p0.7
31
Vpp / EA
30
ALE / PROG
29
PSEN
28
p2.7
21
p2.0
引脚分类： 1、主电源引脚：Vss接地、Vcc接电源正 2、外接晶振引脚 XTAL1、XTAL2
3、输入/输出引脚 P0.0 ~ P0.7 ； P1.0 ~ P1.7 P2.0 ~ P2.7 ； P3.0 ~ P3.7 四个I / O口
80C51共有两个16位的定时器/计数器； 80C52则有三个16位的定时器/计数器。
7. 中断系统 80C51的中断功能较强，具有内、外共五个中断源，两个
中断优先级。
8．时序电路及元件 计算机的整个工作是在时钟信号的驱动下，按照严格的
时序有规律地一个节拍一个节拍地执行各种操作。单片微机内 部设有定时电路，只需外接振荡元件即可工作（有些单片机将 振荡元件集成在内部）。
4. 并行I/O口
数据线、地址线、控制线、连接外设等。
单片微机I/O引脚的驱动能力也逐渐增大，甚至可以直 接驱动外扩的LED显示器（例如STC单片机）。
5. 串行I/O口 全双工串行I/O口，实现串行通信； 也可与多个单片微机相连构成多机系统。 拓宽：有些型号的单片微机内部还包含有两个串行I/O
口。 6. 定时器/计数器
定时器/计数器：P3．4——定时器/计数器T0 的外部输入。 P3．5——定时器/计数器T1的外部输入。
数据存储器选通： P3．6——WR 低电平有效，输出，片外存储器写选通。 P3．7—— RD 低电平有效，输出，片外存储器读选通。
4、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
8位CPU；
4K内部ROM；
128字节内部RAM；
寻址空间：64KROM
80C51单片机资源：
64KRAM；
32位I/O口线；
2个16位T/C；
一个全双工串行口；
5个中断源
2.2 80C51单片微机的引脚及其功能
80C51有40引脚双列直插（DIP）、 44引脚(PLCC)和44引脚（PQFP/TQFP）封 装形式。80C51／80C52的封装及逻辑图如 图2－2所示。
图图2–21–1808C05C15的1的内内部部结结构构图图
1.中央处理器
运算器 CPU
控制器
算术逻辑运算部件ALU
运算器
ACC--累加器 寄存器 B （8位） PSW—程序状态字寄存器
PSW(D0H)
控制器
PC---程序计数器（16位） CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P SP---堆栈指针（8位） DPTR---数据指针（16位） 指令寄存器、译码、定时控制等
2. 程序存储器
内部没有程序存储器的称80C31(片外ROM)
内部带ROM的称80C51 (掩膜ROM)
内部以EPROM代替ROM的称87C51(紫外线擦除)
内部以EEPROM(电可擦除,也称Flash单片微机 ,如89C51)
3. 数据存储器（RAM） 典型51的内部RAM是128字节（一般称为寄存器） 当内部RAM容量不够时，还可通过串行总线或并行总 线外扩数据存储器。
·P3——8位、准双向I/O口，具有内部上拉电路。 P3提供各种替代功能。在提供这些功能时，其输出锁存器
应由程序置 1。P3口可以输入/输出4个LSTTL负载。
串行口：P3．0——RXD 串行输入口。 P3．1——TXD 串行输出口。
中断： P3．2—— 外部中断0输入。 P3．3—— 外部中断1输入。
2.1 80C51单片微机的内部结构 2.2 80C51单片微机的引脚及其功能 2.3 80C51 CPU的结构和特点 2.4 80C51存储器结构和地址空间 2.5 80C51并行输入/输出端口 2.6 80C51布尔（位）处理器 2.7 80C51单片微机的工作方式
P0——8位、漏极开路的双向I/O口。 当使用片外存储器（ROM及RAM）时，作低八位地址和
数据总线分时复用。 P0口（作为总线时）能驱动 8个 LSTTL负载。
·P1——8位、准双向I/O 口。 在编程/校验期间，用做输入低位字节地址。 P1口可以驱动 4个 LSTTL负载。
·P2——8位、准双向I/O口。 当使用片外存储器（ROM及RAM）时，输出高8位地址。 在编程/校验期间，接收高位字节地址。 P2口可以驱动4个LSTTL负载。
图2–2 80C51/80C52的封装及逻辑图
在某些场合，不需通过并行总线扩展芯片， 这时常采用20引脚双列直插（DIP）甚至仅 14引脚的单片微机，如ATMEL公司的 1051/2051/4051单片微机等，或PHILIPS 公司的P87LPC764单片微机。它们的封装 及引脚见图2–3。
图2–3 非总线型单片微机引脚示意图
二、8051单片机外部引脚
p1.0
1
p1.7
8
RST
9
p3.0 / RXD 10
p3.1 / TXD 11
p3.2 / INT0 12
p3.3 / INT1
13
8051
p3.4 / T0
14
p3.5 / T1
15
p3.6 / WR
16
p3.7 / RD
17
XTAL 2
18
XTAL1
19
VSS
20
40
2.1 80C51单片微机的内部结构 80C51内部结构如图2－1所示
微型计算机的基本组成有三部分，即CPU +存储器+ I/O 接口
中央处理器CPU (算术逻辑部件 ALU、控制器等)
包 只读存储器 ROM 括 随机存取存储器RAM
定时器/计数器 并行 I/O口 P0～P3、串行口 中断系统以及定时控制逻辑电路等。
复位 。
复位后，P0-P3 输出高电平；SP为07H；PC为 0000H。
其它寄存器全部清0；不影响RAM状态。
ALE / PROG —— 地址锁存控制端；当访问外部程 序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位 字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个 1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别 单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。 PSEN —— 外部程序存储器的读选通信号端；低电 平有效。 EA/ Vpp —— 内\外ROM选择端 EA= 1 时，访问内部程序存储器,即内ROM EA= 0 时，只访问外部程序存储器,即外ROM
VCC
ห้องสมุดไป่ตู้
39
p0.0
32
p0.7
31
Vpp / EA
30
ALE / PROG
29
PSEN
28
p2.7
21
p2.0
引脚分类： 1、主电源引脚：Vss接地、Vcc接电源正 2、外接晶振引脚 XTAL1、XTAL2
3、输入/输出引脚 P0.0 ~ P0.7 ； P1.0 ~ P1.7 P2.0 ~ P2.7 ； P3.0 ~ P3.7 四个I / O口
80C51共有两个16位的定时器/计数器； 80C52则有三个16位的定时器/计数器。
7. 中断系统 80C51的中断功能较强，具有内、外共五个中断源，两个
中断优先级。
8．时序电路及元件 计算机的整个工作是在时钟信号的驱动下，按照严格的
时序有规律地一个节拍一个节拍地执行各种操作。单片微机内 部设有定时电路，只需外接振荡元件即可工作（有些单片机将 振荡元件集成在内部）。
4. 并行I/O口
数据线、地址线、控制线、连接外设等。
单片微机I/O引脚的驱动能力也逐渐增大，甚至可以直 接驱动外扩的LED显示器（例如STC单片机）。
5. 串行I/O口 全双工串行I/O口，实现串行通信； 也可与多个单片微机相连构成多机系统。 拓宽：有些型号的单片微机内部还包含有两个串行I/O
口。 6. 定时器/计数器
定时器/计数器：P3．4——定时器/计数器T0 的外部输入。 P3．5——定时器/计数器T1的外部输入。
数据存储器选通： P3．6——WR 低电平有效，输出，片外存储器写选通。 P3．7—— RD 低电平有效，输出，片外存储器读选通。
4、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
8位CPU；
4K内部ROM；
128字节内部RAM；
寻址空间：64KROM
80C51单片机资源：
64KRAM；
32位I/O口线；
2个16位T/C；
一个全双工串行口；
5个中断源
2.2 80C51单片微机的引脚及其功能
80C51有40引脚双列直插（DIP）、 44引脚(PLCC)和44引脚（PQFP/TQFP）封 装形式。80C51／80C52的封装及逻辑图如 图2－2所示。
图图2–21–1808C05C15的1的内内部部结结构构图图
1.中央处理器
运算器 CPU
控制器
算术逻辑运算部件ALU
运算器
ACC--累加器 寄存器 B （8位） PSW—程序状态字寄存器
PSW(D0H)
控制器
PC---程序计数器（16位） CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P SP---堆栈指针（8位） DPTR---数据指针（16位） 指令寄存器、译码、定时控制等
2. 程序存储器
内部没有程序存储器的称80C31(片外ROM)
内部带ROM的称80C51 (掩膜ROM)
内部以EPROM代替ROM的称87C51(紫外线擦除)
内部以EEPROM(电可擦除,也称Flash单片微机 ,如89C51)
3. 数据存储器（RAM） 典型51的内部RAM是128字节（一般称为寄存器） 当内部RAM容量不够时，还可通过串行总线或并行总 线外扩数据存储器。
·P3——8位、准双向I/O口，具有内部上拉电路。 P3提供各种替代功能。在提供这些功能时，其输出锁存器
应由程序置 1。P3口可以输入/输出4个LSTTL负载。
串行口：P3．0——RXD 串行输入口。 P3．1——TXD 串行输出口。
中断： P3．2—— 外部中断0输入。 P3．3—— 外部中断1输入。