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1、单片机第单片机第 2 2 章章 2 2本文由 tao618700 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。2.1 MCS-51 单片机主要功能特点 单片机主要功能特点 一、 MCS-51 单片机的主要 功能特点 单片机的主要 8 位 CPU 位 片内 128B RAM 片内 8051/8751片内 4KB ROM/EPROM（8031 无 片内 4KB ROM/EPROM（8031无） 特殊功能寄存器区 SFR 个优先级的 5 个中断源结构 2个优先级的 个中断源结构 个优先级的 位并行口： 、 、 、 4 个 8 位并行口：P0、P1、
2、P2、P3 个 位并行口回目录 上页 下页 2 个 16 位定时器/计数器 T/C 1 个全双工串行口 UART通用异步收发器 可同时接收或发送 可接受又可发送， 半双工 即可接受又可发送，但不同时单工 只接收或只发送 布尔处理机 位处理机 (10) 64KB 外部 RAM 地址空间 (11) 64KB 外部 ROM 地址空间 (12) 片内时钟电路及振荡器 (13) 指令系统 (111 条)回目录 上页 下页16 条地址线二、 MCS-51 系列单片机的差异 系列单片机的差异 51 子系列（基本型） 子系列（ 子系列 基本型） 型号 ROM EPROM RAM 8031 8051 4KB 8
3、751 128B 128B T/C 2 2 I/O 并 串 4 1 4 1 INT 5 5 5 INT 6 6 62 4 1 4KB 128B I/O 型号 ：ROM 8751 单片机中含有 ROM / EPROM， 区别： 区别 8051 52 子系列 / EPROM RAM T/C 并 子系列 串 8032而 8031 中没有，使用时需外接一片 EPROM 中没有，256B 256B3 3 34 4 41 1 18052 8KB 8752 8KB256B请见：P20 表 1-4 P21 表 1-5 请见：51 系列产品 系列产品回目录 上页 下页2.2 MCS-51 单片机内部结构分析 M
4、CS-51 单片机内部结构分析P31 图 2-1 是其物理结构框图面向用户的结构 用户的内特性P0.0P0.7 P2.0P2.7 8 88051/8751 XTAL1 8031 口 口 XTAL2 微处理器 RAM P0 口 P2口 ROM/EPROM Vcc ALU 内部 总线 特殊 PSEN CPU 中断 功能 EA 串行口 定时器 计数器 系统 寄存器 控制逻辑 Vss ALE （SFR） ） P1 口 口 P3 口 口 RESET8 P1.0P1.7 8 40 条引线 P3.0P 3.7 共 40 条引线P31逻辑结构框图 图 2-2 MCS-51 功能 框图 功能用户外特性回目录 上
5、页 下页1、中央处理器 、由运算器和控制逻辑组成。 由运算器和控制逻辑组成。主要功能是产生各种控制信 控制存储器、 端口的数据传送 数据运算、 端口的数据传送、 号，控制存储器、I/O 端口的数据传送、数据运算、及位处 理等操作等。采用 SFR 集中控制 理等操作等。采用 集中控制2、存储器 、8051/8751程序存储器 ROM/ EPROM(8031 中没有，需外接 ， 存放 中没有，程序存储器 中没有 需外接) 程序和编好的表格及常数等。 程序和编好的表格及常数等。 数据存储器 RAM：存放中间结果、数据暂存、缓冲、及 ：存放中间结果、数据暂存、缓冲、 数据存储器 存放标志位等。 存放标
6、志位等。3、I/O 口 、 口MCS-51 单片机有 4 个 8 位并行口，1 个全双工串行口 单片机有 位并行口， UART， 2 个 16 位的 T/C。 ， 。回目录 上页 下页2.3 MCS-51 单片机的引脚功能 单片机的引脚功能P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD RXD P3.0 TXD P3.1 INT0 P3.2 INT1 P3.3 T0 P3.4 T1 P3.5 WR P3.6 RD P3.7XTAL1 XTAL2 Vss40 引脚，双列直插式结构 引脚，Vcc40 1 39 2 38 3 37 4 36 5 35
7、6 34 7 8 8031 33 32 9 10 8051 31 30 11 29 12 13 8751 28 27 14 26 15 25 16 24 17 23 18 22 19 21 20P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0. 7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 回目录 上页 下页用户外特性一、51 单片机的管脚功能 单片机的管脚功能 1、按功能分类 、 I/O 口线 口线 控制口线 电 源 P0 、 P1 、 P2 、 P3 共 32条 条PSEN、ALE、E
8、A/VPP、RESET 共 4 条 、 、 条Vcc、 Vss 、共 2 条 条时 钟XTAL1、 XTAL2 共 2 条 、 条回目录 上页 下页2、管脚的功能 、 （1）电源与时钟 ） Vcc：接+5V 电源端 ： 电源端 Vss：接地端 ： XTAL1：片内振荡电路输入端 ： XTAL2：片内振荡电路输出端 ： 内时钟方式 时钟电路： 时钟电路：外时钟方式 在 、 上外接定时 内时钟方式： 内时钟方式： XTAL1、XTAL2 上外接定时 元件，使其形成自激振荡器。 元件，使其形成自激振荡器。回目录 上页 下页定时元件采用由石英晶体和电容组成并联谐振 电路。晶体和电容尽可能靠近单片机芯片
9、。 电路。晶体和电容尽可能靠近单片机芯片。振荡频率 1.2MHz12MHz19电容通常 选择为 30PF 左右XTAL1C1 C2晶 振单 片 机XTAL218内时钟方式电路图回目录 上页 下页外时钟方式： 接地， 外时钟方式：XTAL1 接地，XTAL2 接外部振荡器 接地 接外部振荡器上拉电 阻 外部 振荡源+5V 18 XTAL2 单 片 机 19XTAL1OC 门 门频率低于 12MHz外时钟方式电路图回目录 上页 下页 控制信号 名称 功PSEN能片外取指信号（片外程序存储器读） 片外取指信号（片外程序存储器读）输出端 取指信号 程序存储器读 低电平有效。通过 P0口读回指令或常数
10、口读回指令或常数。 低电平有效。通过 口读回指令或常数。ALE控制的是片外程序存储器 地址锁存信号。 口是数据 地址复用口 地址锁存信号。P0 口是数据/地址复用口ALE 低电平时， P0 口出现数据信息； 低电平时， 口出现数据信息 口出现数据信息； 低电平时 ALE 高电平时， P0 口出现地址信息。 高电平时， 口出现地址信息 口出现地址信息。 高电平时 锁存 P0 口的 口的低 位地址 位地址到 用下降沿 锁存 口的低 8 位地址到外部锁存器 程序存储器选择信号 选外部 ROM； ； EA= 0 时，选外部 1，地址小于 时，选内部 ，地址小于 4k 时 选内部ROM 地址大于 4k
11、时 选外部 ROM 地址大于 时，选外部 复位信号：高电平复位 复位信号：高电平复位 CPU，低电平 ，低电平 CPU 工作 工作回目录 上页 下页EA/VPPRESET表 2-2 复位后内部寄存器状态 寄存器 内 容 寄存器 内 容 PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0P3 0FFH SCON 00H IP 00000B SBUF 不定 IE 0 00000B PCON 0 000B 回目录 上页 下页复位电路RESET 高电平
12、有效 KR+5VR1 40 VCC 51k 8031 R2 51k9 RST 8051 8751 0.47F 20 VSS手动复位 手动复位 KR 上电自动复位 上电自动复位高电平要保持 10ms 以上回目录 上页 下页 I/O 口 P0 口：三态 双向 复用口 口 口P0 口作地址/数据复用总线 口作地址 数据 口作地址 数据复用总线 D0D7 A0A7 读锁存器 内部总线 写锁存器 地址/数据 地址 数据 控制 0 1 Vcc 0 1 T0 0 1 P0.x P0.x CL 锁存器 Q D Q 1 0MUX 引脚1 0T1“读” 读读引脚P0 口位结构 口位结构回目录 上页 下页P0 口作
13、地址/数据复用总线 口作地址 数据 口作地址 数据复用总线 数据或 信息的过程： 从 P0 口输出数据或地址信息的过程：口输出数据 地址信息的过程 MUX 接 接 反相器 输出端 与门 开锁 输出级 T1 连接 连接 信号驱动 T0控制端 高电平驱动 电路 接通P0 口输出 口输出 数据/地址 数据 地址 信息数据信息 从 P0 口输入数据信息： 口输入数据信息： 引脚信号从输入三态缓冲器进入内部总线 信号从输入三态缓冲器进入 引脚信号从输入三态缓冲器进入内部总线“读” 读回目录 上页 下页P0 口：作通用 口使用 口 作通用 I/O 口使用ANL P0，A 读修改 ， 修改 P0 （P0）
14、(A) 写功能 ） 读锁存器 地址/数据 地址 数据 控制 Vcc外接上拉 电阻0T0 1 P0.x引脚读内部总线 1 写锁存器 P0.x Q CL 锁存器 Q D 0MUXT10“读” 读读引脚P0 口位结构 口位结构回目录 上页 下页P0 口作通用 口使用输出时： 口作通用 I/O 口使用输出时 口作通用 口使用输出时：MUX 接 接 锁存器 Q 端 端 与门输出 低电平 锁存器 Q 与 锁存器 与 T1 连接 连接 T0 截止 截止 输出 漏级 开路控制端 低电平外接上 拉电阻P0 口作通用 口使用输入时： 口作通用 I/O 口使用输入时 口作通用 口使用输入时：先将锁存器 写“1” T
15、0、T1 、 截止 读引脚信号 读引脚信号P0P3 口线上的“读修改写” 是通过上面一个三态门实现 口线上的 口线上的“ 修改 的。P0 的驱动能力: 驱动 8 P0 的驱动能力: 驱动 8 个 TTL 门 的驱动能力 门回目录 上页 下页P1 口：准双向口 口读锁存器 输出 内部总线 写锁存器 Vcc内部上拉 电阻1 0 P1.x CL 锁存器 Q D Q1 P1.x 0引脚读引脚1 0 输入 “读引脚” 读引脚” 读引脚TP1 口位结构 口位结构回目录 上页 下页作通用 I/O 口输出时： 作通用 口输出时： 口输出时将“1”写 写 入锁存器 将“0”写入 写入 锁存器 Q 0， T 截止
16、 ， 截止 Q 1， T 导通 ， 导通 输出高电平 输出低电平作通用 I/O 口输入时：口锁存器必须写“ 作通用 口输入时：口锁存器必须写“1” 准双向口 口输入时先将“ 写入锁存器 写入锁存器， 截止， 先将“1”写入锁存器，使 T 截止，口线上的数据取决于外部输 截止 入“高电平 高电平” “读” 引脚为 高电平” 读 内部总线为 “1” “低电平” 低电平” 低电平 “0” P1 口的驱动能力：驱动 4 个 TTL 门 口的驱动能力： 口的驱动能力 驱动 4 门回目录 上页 下页P2 口：准双向口 口读锁存器地址 控制Vcc上 拉 电 阻内部总线 写锁存器MUXP2.x Q CL 锁存器 QDP2.x引脚T读引脚P2 口位结构 口位结构回目录 上页 下页P2 口作通用 口使用时： 口作通用 口作通用 I/O 口使用时：准双向口。MUX 倒向左边，输出级与锁存器“Q”端 准双向口。倒向左边，输出级与锁存器“ 端 倒向左边 接通， 口 操作完全与 操
