MCS51单片机的引脚及内部结构
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单片机硬件系统
一、MCS-51单片机的引脚及内部结构
（一）89C51单片机的引脚
1、电源引脚： VCC：外接+5V；GND：电源地线。 2、时钟引脚 XTAL1、XTAL2为内部振荡器的两条引出线． ３、控制引脚 （1）ALE/PROG：地址锁存控制信号／编程脉冲输 入端 ﹡ ALE：在系统扩展时，ALE用于控制P0口输出的低 8位地址锁存，以实现低8为地址和数据的隔离。 ﹡ PROG：在EEPROM或EPROM编程期间，该引脚 用来输入一个编程脉冲。
﹡P3口（P3.0～P3.7） ：8位准双向并行I/O接口。 P3口除 了具有通用I/O口的功能外，同时它的每一个引脚还具有第 二功能。
P3口各引脚对应的第二功能
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
RXD TXD /INT0 /INT1 T0 T1
/WR /RD
（三）内部数据存储器高128字节_____特殊功能 寄存器区 特殊功能寄存器介绍
1、程序计数器（PC）:用于存放将要执行的指令地址。 2、累加器A（8位寄存器）：用于存放操作数，也可用来存
放运算的中间结果 。
3、寄存器B（8位寄存器）：主要用于乘法和除法的运算， 也可作为一般的寄存器来暂存数据。 4、程序状态字PSW寄存器（8位寄存器）：用于存放程序运 行中的各种状态信息。
1、P0口： P0口的字节地址为80H，位地址为80H～87H，既可以
做普通的I/O口使用也可以作为低8位的地址/数据线使用。
P0口某位结构
➢ 作为I/O口使用 内部控制信号为0，使与门输出0，使上拉FET管截止，MUX接通 锁存器端至输出电路。 (1)写端口 CPU经内部总线，把数据送入D锁存器，CPU的写脉冲作为触 发脉冲CP，锁存数据到Q端。经过MUX、T2反向后送到引脚。
PSW各位定义
D7H D6H D5H D4H D3H D2H D1H D0H CY AC F0 RS1 RS0 OV — P
（1）CY（PSW.7）:进位标志位 （2）AC（PSW.6）：辅助进位标志位。 （3）F0 （PSW.5）：用户标志位。 （4）RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):工作寄存器组选择位。 用于选择CPU当前使用寄存器组。
（2）PSEN：片外程序存储器读选通有效信号
在CPU向片外程序存储器读取指令和常数时，每个机器周期 PSEN两次低电平有效。
（3）EA/VPP：访问程序存储器控制信号/编程电源输入端
﹡EA=0时，只访问片外程序存储器。
﹡EA=1时，单片机访问片内程序存储器。
（4）RST/VPD：复位/掉电保护信号输入端 ﹡ RST为复位信号输入端。当RST保持两个机器周期的高电平 时，可对单片机实现复位操作。 ﹡ VPD为该引脚的第二功能，是作为内部备用电源的输入端。
（二）内部数据存储器低128字节
内部数据存储器低128字节按其用途划分为三个区 •工作寄存器区 •位寻址区 •用户RAM区
片内RAM低128字节的配置
30H～7FH 20H～2FH 18H～1FH 10H～17H 08H～0FH 00H～07H
用户RAM区（数据缓冲区） 位寻址区（00H～7FH） 工作寄存器区3区（R7～R0） 工作寄存器区2区（R7～R0） 工作寄存器区1区（R7～R0） 工作寄存器区0区（R7～R0）
（5）OV （PSW.2）:溢出标志位。 （6）P（ PSW.0 ） :奇偶标志位。表明累加器A中的奇偶性。
5、数据指针（DPTR）：（16位寄存器） 由DPH和DPL两个8位特殊功能寄存器组成。通常在
访问外部数据存储器时作地址指针使用。 6、堆栈指针（SP）：用来暂存数据和地址。它是按“先进后出” 的原则存取数据的。堆栈共有两种操作：进栈和出栈。
注意：
• 当P0口进行一般的I/O输出时，必须外接上拉电阻才能有高电平输出；
（二）89C51的内部结构
➢ 存储器 ➢ 定时/计数器 ➢ 并行I/O口 ➢ 串行口 ➢ 中断控制系统 ➢ 中央处理器 ➢ 时钟电路
二、MCS－51单片机的内部数据存储器
（一）内部数据存储器RAM的地址分配
F8H～FFH . . . 80H～87H
SFR区
30H～7FH 20H～2FH 18H～1FH 10H～17H 08H～0FH 00H～07H
(2)读端口
读引脚，读引脚信号把T3打开，使P0.X引脚内容经过T3、内部总线送入 CPU。
百度文库读—修改—写”操作
例如：“CPL P0.0”的执行情况如下：首先，把P0口内容（锁存器 Q）读入CPU（注意P0.0～P0.7全部读入CPU）；然后，CPU把对应 位（P0.0）取反；最后，CPU把取反后的字节写入P0口，使P0.0变反， 而其它位保持不变。
4、I/O引脚
﹡ P0口（P0.0～P0.7）：8位双向并行I/O接口。扩展外部存 储器或I/O口时，作为低8位地址总线和8位数据线的分时复 用接口，为双向三态。
﹡P1口（P1.0～P1.7） ：8位准双向并行I/O接口。
﹡P2口（P2.0～P2.7） ：8位准双向并行I/O接口。扩展外 部数据、程序存储器时，作为高8位地址输出端口。
用户RAM区(数据缓冲区) 位寻址区（00H～7FH） 工作寄存器区3区（R7～R0） 工作寄存器区2区（R7～R0） 工作寄存器区1区（R7～R0） 工作寄存器区0区（R7～R0）
内部RAM共有256个单元，通常把256个单元按功 能分划分为两部分：低128字节（00H～7FH）和高128 字节（80H～FFH）
三、MCS－51单片机的内部程序存储器
MCS－51单片机包含64KB的程序存储器（ROM），包括片 内ROM和片外ROM （8031片内无程序存储器）。 1、作用：用于存放程序及表格常数。 2、指令：用“MOVC”指令可以访问程序存储器。
四、 MCS－51单片机的并行端口结构
MCS－51单片机共有4个8位的I/O口，分别记作P0、P1、 P2、P3。每个口都包含一个锁存器、一个输出驱动器和输入 缓冲器。这4个I/O口都是8位双向口，但又各具特点。
一、MCS-51单片机的引脚及内部结构
（一）89C51单片机的引脚
1、电源引脚： VCC：外接+5V；GND：电源地线。 2、时钟引脚 XTAL1、XTAL2为内部振荡器的两条引出线． ３、控制引脚 （1）ALE/PROG：地址锁存控制信号／编程脉冲输 入端 ﹡ ALE：在系统扩展时，ALE用于控制P0口输出的低 8位地址锁存，以实现低8为地址和数据的隔离。 ﹡ PROG：在EEPROM或EPROM编程期间，该引脚 用来输入一个编程脉冲。
﹡P3口（P3.0～P3.7） ：8位准双向并行I/O接口。 P3口除 了具有通用I/O口的功能外，同时它的每一个引脚还具有第 二功能。
P3口各引脚对应的第二功能
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
RXD TXD /INT0 /INT1 T0 T1
/WR /RD
（三）内部数据存储器高128字节_____特殊功能 寄存器区 特殊功能寄存器介绍
1、程序计数器（PC）:用于存放将要执行的指令地址。 2、累加器A（8位寄存器）：用于存放操作数，也可用来存
放运算的中间结果 。
3、寄存器B（8位寄存器）：主要用于乘法和除法的运算， 也可作为一般的寄存器来暂存数据。 4、程序状态字PSW寄存器（8位寄存器）：用于存放程序运 行中的各种状态信息。
1、P0口： P0口的字节地址为80H，位地址为80H～87H，既可以
做普通的I/O口使用也可以作为低8位的地址/数据线使用。
P0口某位结构
➢ 作为I/O口使用 内部控制信号为0，使与门输出0，使上拉FET管截止，MUX接通 锁存器端至输出电路。 (1)写端口 CPU经内部总线，把数据送入D锁存器，CPU的写脉冲作为触 发脉冲CP，锁存数据到Q端。经过MUX、T2反向后送到引脚。
PSW各位定义
D7H D6H D5H D4H D3H D2H D1H D0H CY AC F0 RS1 RS0 OV — P
（1）CY（PSW.7）:进位标志位 （2）AC（PSW.6）：辅助进位标志位。 （3）F0 （PSW.5）：用户标志位。 （4）RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):工作寄存器组选择位。 用于选择CPU当前使用寄存器组。
（2）PSEN：片外程序存储器读选通有效信号
在CPU向片外程序存储器读取指令和常数时，每个机器周期 PSEN两次低电平有效。
（3）EA/VPP：访问程序存储器控制信号/编程电源输入端
﹡EA=0时，只访问片外程序存储器。
﹡EA=1时，单片机访问片内程序存储器。
（4）RST/VPD：复位/掉电保护信号输入端 ﹡ RST为复位信号输入端。当RST保持两个机器周期的高电平 时，可对单片机实现复位操作。 ﹡ VPD为该引脚的第二功能，是作为内部备用电源的输入端。
（二）内部数据存储器低128字节
内部数据存储器低128字节按其用途划分为三个区 •工作寄存器区 •位寻址区 •用户RAM区
片内RAM低128字节的配置
30H～7FH 20H～2FH 18H～1FH 10H～17H 08H～0FH 00H～07H
用户RAM区（数据缓冲区） 位寻址区（00H～7FH） 工作寄存器区3区（R7～R0） 工作寄存器区2区（R7～R0） 工作寄存器区1区（R7～R0） 工作寄存器区0区（R7～R0）
（5）OV （PSW.2）:溢出标志位。 （6）P（ PSW.0 ） :奇偶标志位。表明累加器A中的奇偶性。
5、数据指针（DPTR）：（16位寄存器） 由DPH和DPL两个8位特殊功能寄存器组成。通常在
访问外部数据存储器时作地址指针使用。 6、堆栈指针（SP）：用来暂存数据和地址。它是按“先进后出” 的原则存取数据的。堆栈共有两种操作：进栈和出栈。
注意：
• 当P0口进行一般的I/O输出时，必须外接上拉电阻才能有高电平输出；
（二）89C51的内部结构
➢ 存储器 ➢ 定时/计数器 ➢ 并行I/O口 ➢ 串行口 ➢ 中断控制系统 ➢ 中央处理器 ➢ 时钟电路
二、MCS－51单片机的内部数据存储器
（一）内部数据存储器RAM的地址分配
F8H～FFH . . . 80H～87H
SFR区
30H～7FH 20H～2FH 18H～1FH 10H～17H 08H～0FH 00H～07H
(2)读端口
读引脚，读引脚信号把T3打开，使P0.X引脚内容经过T3、内部总线送入 CPU。
百度文库读—修改—写”操作
例如：“CPL P0.0”的执行情况如下：首先，把P0口内容（锁存器 Q）读入CPU（注意P0.0～P0.7全部读入CPU）；然后，CPU把对应 位（P0.0）取反；最后，CPU把取反后的字节写入P0口，使P0.0变反， 而其它位保持不变。
4、I/O引脚
﹡ P0口（P0.0～P0.7）：8位双向并行I/O接口。扩展外部存 储器或I/O口时，作为低8位地址总线和8位数据线的分时复 用接口，为双向三态。
﹡P1口（P1.0～P1.7） ：8位准双向并行I/O接口。
﹡P2口（P2.0～P2.7） ：8位准双向并行I/O接口。扩展外 部数据、程序存储器时，作为高8位地址输出端口。
用户RAM区(数据缓冲区) 位寻址区（00H～7FH） 工作寄存器区3区（R7～R0） 工作寄存器区2区（R7～R0） 工作寄存器区1区（R7～R0） 工作寄存器区0区（R7～R0）
内部RAM共有256个单元，通常把256个单元按功 能分划分为两部分：低128字节（00H～7FH）和高128 字节（80H～FFH）
三、MCS－51单片机的内部程序存储器
MCS－51单片机包含64KB的程序存储器（ROM），包括片 内ROM和片外ROM （8031片内无程序存储器）。 1、作用：用于存放程序及表格常数。 2、指令：用“MOVC”指令可以访问程序存储器。
四、 MCS－51单片机的并行端口结构
MCS－51单片机共有4个8位的I/O口，分别记作P0、P1、 P2、P3。每个口都包含一个锁存器、一个输出驱动器和输入 缓冲器。这4个I/O口都是8位双向口，但又各具特点。