单片机第二章.ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,湘 潭 大 学单片机原理及应用编著组,单片机原理及应用,第二章 MCS-51系列单片机系统结构,2.1 总体结构,2.2 MCS,51单片机的外部引脚,2.3 MCS,51单片机的时钟和时钟电路,2.4 MCS,51 CPU时序,2.5 MCS,51单片机的复位和复位电路,2.6 MCS,51单片机的存贮器,单片机原理及应用第二章 MCS-51系列单片机系统结构,1,8位CPU；,4KB字节,掩膜,ROM程序存贮器；,128字节内部RAM数据存贮器；,2个16位的定时器/计数器；,1个全双工的异步串行口,4个8位并行I/O口；,5个中断源、2级中断优先级的中断控制器；,时钟电路，外接晶振和电容可产生1.2MHz12MHz的时钟频率。,2.1 总体结构,一、,8051,的总体结构,1、8051的内部资源,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,8位CPU；2.1 总体结构一、8051的总体结构1、,2,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,2、8051,的结构框图,V,CC,V,SS,XTAL,1,XTAL,2,微处理器,(运算部件),CPU,控制部件,数据存贮器,RAM 128B,P,0,口,P,2,口,P,3,口,程序存贮器,4KB,特殊功能寄存器,(SFR),中断系统,定时器0,定时器1,串行口,P,1,口,ROM/EPROM,外部中断,8,8,8,8,PSEN,EA,ALE,RESET,B,图2-1 8031、8051及8751结构框图,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 2、8051的结构框,3,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,MCS,51系列单片机的所有产品都含有8051除程序存贮器外的基本硬件，都是在8051的基础上,增减部分资源,（程序存贮器、数据存贮器、I/O口、定时/计数器及一些其它特殊部件）。,微处理器,(运算部件),CPU,控制部件,数据存贮器,128B RAM,P,0,口,P,2,口,P,3,口,程序存贮器 4KB,特殊功能,寄存器,（SFR）,中断系统,定时器0,定时器1,串行口,P,1,口,ROM/,EPROM,外部中断,8,8,8,PSEN,EA,ALE,RESET,B,XTAL,1,XTAL,2,V,CC,V,SS,图2-2 MCS-51系列单片机结构框图,定时器2,特殊,I/O,特殊,部件,128B RAM,n,KB,8,二、MCS-51系列单片机的一般结构,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 MCS51,4,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,2.2 MCS,51单片机的外部引脚,制造工艺为HMOS的系列单片机大都采用40条引脚的,双列直插式,封装（DIP）.,P,0,I/O,P,2,I/O,I/O P,1,I/O P,3,Vcc,ALE,PSEN,EA,RST,XTAL,1,XTAL,2,Vss,图2,3b 逻辑符号,8031,8051,8751,图2,3a MCS-51引脚图,P1.1 2,P1.2 3,P1.3 4,P1.4 5,P1.5 6,P1.6 7,P1.7 8,RST/VPD 9,RxD P3.0 10,TxD P3.1 11,INT0 P3.2 12,T0 P3.4 14,WR P3.6 16,RD P3.7 17,XTAL2 18,XTAL1 19,Vss 20,39 P0.0,38 P0.1,37 P0.2,36 P0.3,35 P0.4,34 P0.5,33 P0.6,32 P0.7,31 EA/Vpp,29 PSEN,28 P2.7,27 P2.6,26 P2.5,25 P2.4,24 P2.3,40 Vcc,8031,8051,8751,P1.0 1,T1 P3.5 15,INT1 P3.3 13,22 P2.1,21 P2.0,23 P2.2,30 ALE/PROG,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 2.2 MCS5,5,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,一、电源及时钟引脚,Vcc,(40脚)：接+5V电源；,Vss,(20脚)：接地;,XTAL,1,(19脚)：接外部晶体的一个引脚;,XTAL,2,(18脚)：接外部晶体的另一端;,时钟引脚(18、19脚)外接晶体时与片内的反相放大器构成一个振荡器，它提供单片机的,时钟控制信号,。时钟引脚也可外接晶体振荡器。,图2,3a MCS-51引脚图,P1.1 2,P1.2 3,P1.3 4,P1.4 5,P1.5 6,P1.6 7,P1.7 8,RST/VPD 9,RxD P3.0 10,TxD P3.1 11,INT0 P3.2 12,T0 P3.4 14,WR P3.6 16,RD P3.7 17,XTAL2 18,XTAL1 19,Vss 20,39 P0.0,38 P0.1,37 P0.2,36 P0.3,35 P0.4,34 P0.5,33 P0.6,32 P0.7,31 EA/Vpp,29 PSEN,28 P2.7,27 P2.6,26 P2.5,25 P2.4,24 P2.3,40 Vcc,8031,8051,8751,P1.0 1,T1 P3.5 15,INT1 P3.3 13,21 P2.0,22 P2.1,23 P2.2,30 ALE/PROG,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 一、电源及时钟引脚,6,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,二、,控制引脚,RSTVPD,(9脚)当振荡器运行时，在此引脚加上两个机器周期的高电平将使单片机复位(RST)；,ALEPROG,(30脚)当单片机访问外部存贮器时，ALE(地址锁存允许)输出脉冲的下降沿用于锁存16位地址的低8位。即使不访问外部存贮器，ALE端仍有周期性正脉冲输出，其频率为振荡器频率的,16,；,PSEN,(29脚)此输出为访问外部程序存贮器的读选通信号；,30 ALE/PROG,23 P2.2,22 P2.1,21 P2.0,图2,3a MCS-51引脚图,P1.1 2,P1.2 3,P1.3 4,P1.4 5,P1.5 6,P1.6 7,P1.7 8,RST/VPD 9,RxD P3.0 10,TxD P3.1 11,INT0 P3.2 12,T0 P3.4 14,WR P3.6 16,RD P3.7 17,XTAL2 18,XTAL1 19,Vss 20,39 P0.0,38 P0.1,37 P0.2,36 P0.3,35 P0.4,34 P0.5,33 P0.6,32 P0.7,31 EA/Vpp,29 PSEN,28 P2.7,27 P2.6,26 P2.5,25 P2.4,24 P2.3,40 Vcc,8031,8051,8751,P1.0 1,T1 P3.5 15,INT1 P3.3 13,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 二、控制引脚30,7,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,30 ALE/PROG,23 P2.2,22 P2.1,21 P2.0,图2,3a MCS-51引脚图,P1.1 2,P1.2 3,P1.3 4,P1.4 5,P1.5 6,P1.6 7,P1.7 8,RST/VPD 9,RxD P3.0 10,TxD P3.1 11,INT0 P3.2 12,T0 P3.4 14,WR P3.6 16,RD P3.7 17,XTAL2 18,XTAL1 19,Vss 20,39 P0.0,38 P0.1,37 P0.2,36 P0.3,35 P0.4,34 P0.5,33 P0.6,32 P0.7,31 EA/Vpp,29 PSEN,28 P2.7,27 P2.6,26 P2.5,25 P2.4,24 P2.3,40 Vcc,8031,8051,8751,P1.0 1,T1 P3.5 15,INT1 P3.3 13,EAVpp,(31脚)当EA端保持,高电平,时，单片机访问的是,内部程序存贮器,(,对8051、8751来说)，但当,PC(程序计数器)值超过某值,（如8751内部含有4KB EPROM，值为0FFFH）时，将,自动转向,执行外部程序存贮器内的程序。,当EA端保持低电平时，则不管是否有内部程序存贮器而只访问外部程序存贮器。,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 30,8,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,三、,输入输出引脚,P,0,口(P,0.0,P,0.7,),为,双向8位三态IO口,，当作为I/O口时，可直接连接外部I/O设备。它是地址总线低8位及数据总线,分时复用口,，,可驱动8个TTL负载,。一般作为扩展时地址/数据总线；,P,1,口(P,1.0,P,1.7,),为,8位准双向IO口,，可定义为输入线或输出线(作为输入时，口锁存器必须置1)，,可驱动4个TTL负载,；,30 ALE/PROG,23 P2.2,22 P2.1,21 P2.0,图2,3a MCS-51引脚图,P1.1 2,P1.2 3,P1.3 4,P1.4 5,P1.5 6,P1.6 7,P1.7 8,RST/VPD 9,RxD P3.0 10,TxD P3.1 11,INT0 P3.2 12,T0 P3.4 14,WR P3.6 16,RD P3.7 17,XTAL2 18,XTAL1 19,Vss 20,39 P0.0,38 P0.1,37 P0.2,36 P0.3,35 P0.4,34 P0.5,33 P0.6,32 P0.7,31 EA/Vpp,29 PSEN,28 P2.7,27 P2.6,26 P2.5,25 P2.4,24 P2.3,40 Vcc,8031,8051,8751,P1.0 1,T1 P3.5 15,INT1 P3.3 13,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 三、输入输出引脚,9,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,P,2,口(P,2.0,P,2.7,),为,8位准双向IO口,，当作为I/O口时，可直接连接外部I/O设备。它是,与地址总线高8位复用,，可驱动4个TTL负载。一般作为扩展时地址总线的高8位，,可驱动4个TTL负载,。,P,3,口(P,3.0,P,3.7,),为,8位准双向IO口,，是,双功能复用口,，,可驱动4个TTL负载,。,30 ALE/PROG,23 P2.2,22 P2.1,21 P2.0,图2,3a MCS-51引脚图,P1.1 2,P1.2 3,P1.3 4,P1.4 5,P1.5 6,P1.6 7,P1.7 8,RST/VPD 9,RxD P3.0 10,TxD P3.1 11,INT0 P3.2 12,T0 P3.4 14,WR P3.6 16,RD P3.7 17,XTAL2 18,XTAL1 19,Vss 20,39 P0.0,38 P0.1,37 P0.2,36 P0.3,35 P0.4,34 P0.5,33 P0.6,32 P0.7,31 EA/Vpp,29 PSEN,28 P2.7,27 P2.6,26 P2.5,25 P2.4,24 P2.3,40 Vcc,8031,8051,8751,P1.0 1,T1 P3.5 15,INT1 P3.3 13,第二章 MCS-51系列单片机系统结构 P2口(P2.0,10,第二章,MCS-51系列单片机系统结构,2.3 MCS,51单片机的时钟和时钟电路,单片机的时钟产生方法有,内部时钟方式,和,外部时钟方式,两种，,大多数单片机应用系统采用内部时钟方式,。,它控制着计算机的节奏。MCS-51单片机,内有一个反相放大器组成的振荡器,，振荡频率主要由外接的石英晶振确定。一般石英晶振的振荡频率为12MHz 或 11.059MHz；1.2MHz12MHz。,一般:C,01,、C,02,均为30pF(20 80pF)；,fosc,：12，11.059MHz,NMOS、CMOS型单片机,CMOS型单片机外部时钟电路输入接线图,NMOS型单片机外部时钟电路输入接线图,第二