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1、第2章_AT89C51单片机的结构a本文由段公子哥贡献 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。 第2章 AT89C51单片机的结构 章 单片机的结构 2011-3-8 1 第2章 AT89C51单片机的结构 章 单片机的结构 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 AT89C51单片机的基本结构 AT89C51单片机的存储器配置 AT89C51的时钟电路与CPU时序 AT89C51复位与复位电路 AT89C51单片机的最小系统 2011-3-8 2 2. 1 AT89C51单片机的基本结构 单片机的基本结构 AT89C51是具有MCS-51内核、片
2、内带有4KB的flash ROM的单片机，图2-1为AT89C51基本结构示意图。 从图中可以看出，单片机有一条内部总线，各个功 能模块都挂在这条总线上，通过内部总线传送数据 信息和控制信息。AT89C51主要由以下部件组成。 2011-3-8 3 AT89C51单片机基本结构示意图 AT89C51单片机基本结构示意图 2011-3-8 4 2011-3-8 5 AT89C51主要组成部件 AT89C51主要组成部件 1CPU CPU是单片机的核心部分，CPU包括两个基本部分：运算器 和控制器。 （1）运算器 运算器即算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Uint）， 是进
3、行算术或逻辑运算的部件。可实现算术运算和逻辑运算。 操作的结果一般送回累加器 ACC （Accumulator），而其状 态信息送至程序状态寄存器PSW（Program Status Word）。 （2）控制器 控制器是用来控制计算机工作的部件。控制器接收来自存储 器的指令，使各部分协调工作，完成指令所规定的操作。 2011-3-8 6 2内部数据存储器 AT89C51芯片内共有256B（地址为：00HFFH）的数据存 储器，其中高128B（地址为：80HFFH）被专用寄存器占 用，能作为寄存器供用户使用的只是低128B（地址为： 00H7FH），用于存放可读写的数据，如程序执行过程中 的变量
4、。 2011-3-8 7 3内部程序存储器 AT89C51共有4KB（地址为：0000H0FFFH）的flash程序 存储器，用于存放程序、原始数据或表格常数。 4定时/计数器 定时 计数器 AT89C51共有两个16位的定时/计数器，每个定时/计数器都 AT89C51 16 / / 可以设置成计数方式，用于对外部事件进行计数；也可以设 置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现对单片机 运行的控制。 2011-3-8 8 5并行I/O口 并行 口 AT89C51共有4个8位的I/O口（P0、Pl、P2、P3）。每个8 位的口，既可用作输入口，也可用作输出口，每个口即可 以8位同步读写，又可
5、对每一位进行单独的操作，十分的 方便。 6串行口 AT89C51单片机有一个全双工的串行接口，以实现单片机 和其他设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既 可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器 使用。 2011-3-8 9 7中断控制系统 AT89C51单片机有较强的中断系统，可以满足控制应用的 需要。AT89C51的中断系统有5个中断源，包括两个外中断、 两个定时/计数中断和一个串行口中断。 8 8时钟电路 AT89C51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容 需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。 2011-3-8 10 2.1.2 AT89C51单片机的引脚功能
6、 单片机的引脚功能 AT89C51单片机采用40脚双列直插式的DIP40封装，还 提供较小尺寸表面封装形式的PQFP/TQFP44，其引脚排 列如图2-2所示。为使结构更加紧凑，单片机的许多引 脚具有双重功能。 2011-3-8 11 AT89C51采用 采用DIP40封装 采用 封装 2011-3-8 12 AT89C51采用 采用PQFP/TQFP44封装 采用 封装 2011-3-8 13 引脚功能 40个引脚大致可分为4 40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 个引脚大致可分为 电源、时钟、控制和I/O引脚。 I/O引脚 2011-3-8 14 芯片电源， +5V；
7、VCC - 芯片电源，接+5V； 接地端； VSS - 接地端； 时钟:XTAL1、 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 控制线:控制线共有4 控制线:控制线共有4根， ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM EPROM编程脉冲 ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ALE功能 用来锁存P0口送出的低8 功能： P0口送出的低 ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 PROG功能 片内有EPROM的芯片， EPROM编程期间 功能： EPROM的芯片 编程期间， PROG功能：片内有EPROM的芯片
8、，在EPROM编程期间，此引脚 输入编程脉冲。 输入编程脉冲。 PSEN:外ROM读选通信号 读选通信号。 PSEN:外ROM读选通信号。 RST/ 复位/备用电源。 RST/VPD:复位/备用电源。 RST（Reset）功能：复位信号输入端。 RST（Reset）功能：复位信号输入端。 功能： Vcc掉电情况下 接备用电源。 掉电情况下， VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ROM选择 EPROM编程电源 EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 EA功能 内外ROM选择端。 功能： ROM选择端 EA功能：内外
9、ROM选择端。 Vpp功能 片内有EPROM的芯片， EPROM编程期间 功能： EPROM的芯片 编程期间， Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程 电源Vpp Vpp。 电源Vpp。 2011-3-8 15 电源: 电源: I/O线 I/O线 80C51共有 共有4 位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口 I/O端口 32个 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个 引脚。P3口还具有第二功能 口还具有第二功能， 引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制 信号（属控制总线）。 信号（属控制总线）。 P3.0 P3
10、.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 2011-3-8 RXD：串行口输入端； RXD：串行口输入端； TXD：串行口输出端； TXD：串行口输出端； INT0 外部中断0请求输入端； INT0：外部中断0请求输入端； INT1 外部中断1请求输入端； INT1：外部中断1请求输入端； 定时/计数器0外部信号输入端； T0：定时/计数器0外部信号输入端； 定时/计数器1外部信号输入端； T1：定时/计数器1外部信号输入端； WR： RAM写选通信号输出端 写选通信号输出端； WR：外RAM写选通信号输出端； RD： RAM读选通信号输出端 读选通信号输出端。 RD：
11、外RAM读选通信号输出端。 16 P3口的第二功能表 P3口的第二功能表 表2-1 P3口的第二功能表 口的第二功能表 端口 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 2011-3-8 引脚（ 封装） 引脚（DIP40封装） 封装 10 11 12 13 14 15 16 17 第二功能 RXD（串行输入口） （串行输入口） TXD（串行输出口） （串行输出口） INT0（外部中断0输入） （外部中断 输入 输入） INT1（外部中断1输入） （外部中断 输入 输入） T0（定时/计数器 的外部计数输入） （定时 计数器 的外部计数输入） 计数器0的外部计
12、数输入 T1（定时/计数器 的外部计数输入） （定时 计数器 的外部计数输入） 计数器1的外部计数输入 WR（外部数据存储器写脉冲输出） （外部数据存储器写脉冲输出） RD（外部数据存储器读脉冲输出） （外部数据存储器读脉冲输出） 17 2.2 AT89C51单片机的存储器配置 单片机的存储器配置 一般微机通常是程序和数据共用一个存储空间，属 于“冯诺依曼”（Von Neumann）结构。而单片 机的存储器组织结构则把程序存储空间和数据存储 空间严格区分开来，属于“哈佛”（Harvard）结 构。 2011-3-8 18 2.2 AT89C51单片机的存储器配置 AT89C51单片机的存储器配
13、置 AT89C51单片机存储器在物理结构上分成四个存储空间： 片内程序存储器、片外程序存储器、 片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片 外数据存储器。从用户使用的角度，即从逻辑上考虑，则有 外数据存储器 三个存储空间：片内外统一编址的64KB程序存储器地址空 间（0000H FFFFH）、256B的片内数据存储器地址空间 （00H FFH）及片外数据存储器地址空间（0000H FFFFH）。 CPU在访问三个不同的逻辑空间时，通过采用不同形式的 指令，来产生相应的存储器选通信号，访问程序存储器使用 MOVC指令、访问片内数据存储器使用MOV指令、访问片 外数据存储器使用MOVX指令
14、 2011-3-8 19 程序存储器 89C51单片机内部有4K的程序存储器， 0000H0FFFH； 程序从0000H开始； 有一些特殊功能的区域，如中断入口地 址。 2011-3-8 20 FFFFH 外部 ROM （60KB） ） FFFFH EA=0/1 1000H FFH 0FFFH 特殊功能 寄存器 （21个SFR） 个 ） 外部 RAM （64KB） ） 内部 ROM （4KB） ） 外部 ROM （4KB） ） 80H 7FH 内部RAM 内部 128B 0000H 00H WE RD 0000H EA=1 EA=0 PSEN 2011-3-8 21 AT89C51程序存储器配置 程序存储器配置 2011-3-8 22 中断入口地址表： 中断源 外部中断0 定时器0 外部中断1 定时器1 串行口 入口地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 2011-3-8 23 数据存储器 内部数据存储器在物理上分为两个不同的存储 空间: 数据存储器空间（低128单元） 特殊功能寄存器空间（高128单元）。 这两个空间是相连的。从用户角度而言，低128 单元才是真正的数据存储器。 2011-3-8 24 MCS51数据存储器
