第二章AT89C51单片机内部结构基础课件

第二章AT89C51单片机内部结构基础第二章AT89C51单片机内部结构基础12.1内部结构和引脚功能2.2时钟电路和复位电路2.3存储器结构2.1内部结构和引脚功能22.1内部结构和引脚功能2.1.1单片机内部主要部件中央处理器：完成控制运算和控制功能内部数据存储器：地址范围00H~7FH21个特殊功能寄存器：地址为80H~FFH程序计数器PC：独立的16位专用寄存器4KB内部程序存储器：存储程序等4个8位可编程I/O口一个串行通信口2个16位定时器/计数器5个中断源，两个中断源优先级的中断控制系统一个片内振荡器和时钟电路2.1内部结构和引脚功能2.1.1单片机内部主要部件32.1.2引脚功能1.电源引脚GND：接地端VCC：电源脚，一般工作电压为5V2、时钟引脚XTAL1:振荡输入端XTAL2:振荡输出端3、控制线RST:复位输入端ALE:地址锁存允许/编程脉冲PSEN:外部ROM读选通信号EA：内外ROM选择/编程电源4、4个I/O口可作输入和输出端2.1.2引脚功能42.2时钟电路和复位电路2.2.1时钟电路单片机内有时钟电路，与振荡器共同产生单片机工作所需要的时钟信号。它使单片机在唯一的时钟信号控制下，严格地按一定的节拍进行工作（按一定的时序进行工作）。振荡器可由单片机内振荡元件外接振荡元件实现，构成内部时钟方式，即在XTAL1和XTAL2引脚跨接振荡器元件（如晶振），则可构成一个稳定的自激振荡器。如果振荡器元件是晶振，则在晶振两个引脚上接上两个电容。电容主要是起频率微调和稳定的作用。电容容量一般为30pf.

2.2时钟电路和复位电路2.2.1时钟电路5第二章AT89C51单片机内部结构基础课件6圆柱11.0592MHZ

晶振

11.0592MHZ

圆柱11.0592MHZ晶振

17当时钟精度要求不高时，也可以用陶瓷谐振荡器、电感电容电路等代替晶振。若用陶瓷谐振荡器，则两个电容的容量为47pf设计电路板时，晶振、电容应尽可能地靠近单片机，以减少分布电容的影响，从而保证振荡器稳定、可靠地工作。当时钟精度要求不高时，也可以用陶瓷谐振荡器、电感电容电路等代8片晶体谐振器

26.000MHZ陶瓷晶振4.000MHZ

片晶体谐振器

26.000MHZ陶瓷晶振4.000MHZ

9振荡器也可以是外振荡源，将其信号接单片机XTAL1脚，XTAL2脚悬空，构成外部时钟方式。见P15时钟方式方框图振荡器也可以是外振荡源，将其信号接单片机XTAL1脚，XTA102.2.2复位电路1复位复位是令单片机初始化的操作，其主要功能是初始化单片机的工作状态。例如，把程序计数器PC的值初始化为0000H，这样单片机在复位后就从程序存储器ROM的0000H单元开始执行程序。另外，当程序运行出错或因操作错误而使系统处于死锁状态时，按复位键来重新初始化单片机。2.2.2复位电路112、复位信号RST引脚是复位信号的输入端。实现复位操作，必须使RST引脚至少保持两个机器周期的高电平（一般用手按下去再放开，都能达到两个机器周期），再从高电平变为低电平，完成复位。复位后，单片机从ROM中的0000H单元开始执行程序。2、复位信号123复位电路复位操作有上电自动复位、按键复位等方式。3复位电路13第二章AT89C51单片机内部结构基础课件14上电复位是通过外部复位电容充电来实现复位。由于电容通交流隔直流，在上电瞬间可等效交流电，在这一瞬间RST引脚的电位与VCC的电位一样。由于电容两端电压差不断增大，则RST端的电压逐渐变小，直至电容充电完毕。电容的充电时间必须大于两个机器周期。上电复位是通过外部复位电容充电来实现复位。由于电容通交流隔直15按键复位是通过按键接通的瞬间，使RST为高电平，实现复位功能。有些单片机内部设置RST接收低电平时，实现复位功能RST是高电平还是低电平时复位，要根据单片机的类型而定。按键复位是通过按键接通的瞬间，使RST为高电平，实现复位功能16第二章AT89C51单片机内部结构基础课件172.3存储器结构2.3.1存储器组成AT89C51存储器由程序存储器ROM和数据存储器RAM组成。ROM可分为片内ROM和片外ROM。片内ROM为4KB，地址范围为0000H~0FFFH.片外ROM可扩展到64KB。RAM可分为片内RAM和片外RAM.片内RAM由128B（00H~7FH)的片内数据存储器和21个特殊功能寄存器（80H~FFH)组成；片外可扩展到64KB。2.3存储器结构2.3.1存储器组成182.3.2程序存储器ROM片内ROM用于存储编好的程序、表格、常数。当程序内存不够用时，可扩展外程序存储器。单片机工作时，只能读ROM，不能写ROM.单片机断电后，存储在ROM中的程序、表格、常数等不会消失。低4KB地址的程序可存储在片内ROM也可存储在片外ROM.选择片外ROM还是片内ROM,由控制线EA来决定。当EA=0时，选择片外ROM.当EA=1时，先执行片内ROM,地址满时，跳转到片外ROM.2.3.2程序存储器ROM19ROM内5个特殊的地址，是单片机的5个中断子程序的入口程序。ROM内5个特殊的地址，是单片机的5个中断子程序的入口程序。202.3.3数据存储器RAM容量为128B，地址范围为00H~7FH.分为四个区：工作寄存器、可位寻址区、数据缓冲区和堆栈区。

2.3.3数据存储器RAM211、工作寄存器工作寄存器地址为00H~1FH,分为四个组。选用哪一组的寄存器，由PSW中的RS1和RS0来决定。一般只使用工作寄存器0组。0组00H~07H1组08H~0FH2组10H~17H3组18H~1FH1、工作寄存器0组00H~07H1组08H~0FH2组10H222、位寻址区地址范围为20H~2FH3、数据缓冲区地址范围为30H~7FH

2、位寻址区234、堆栈区

什么是堆栈？(1)是单片机内部RAM中一个专用的连续存储区，是一个单端读写操作的存储结构。(2)51单片机的堆栈在片内RAM中开辟。堆栈指针（SP）(1)8位寄存器，用来存放堆栈的栈顶。(2)单片机复位后SP=07H。堆栈的操作(1)压入堆栈：SP自动加1，数据进栈；先加后进(2)弹出堆栈：数据进栈，SP自动减1；先出后减举例：假设SP=70H，将数据12H，34H依次压入堆栈解答：(1)SP自动加1，SP=71H；将数据12H压入SP所指的单元（71H）。(2)SP自动加1，SP=72H，将数据34H压入SP所指的单元（72H）。堆栈的原则：★先进后出，后进先出4、堆栈区24周一【作业】简述时钟电路外部时钟和内部时钟方式工作原理周三【作业】1、简述上电复位和按键复位的工作原理（电路图参考P18图2-5）2、数据存储器RAM可分为哪四个区，它们的地址是什么?周一25THANKYOU!!THANKYOU!!26第二章AT89C51单片机内部结构基础第二章AT89C51单片机内部结构基础272.1内部结构和引脚功能2.2时钟电路和复位电路2.3存储器结构2.1内部结构和引脚功能282.1内部结构和引脚功能2.1.1单片机内部主要部件中央处理器：完成控制运算和控制功能内部数据存储器：地址范围00H~7FH21个特殊功能寄存器：地址为80H~FFH程序计数器PC：独立的16位专用寄存器4KB内部程序存储器：存储程序等4个8位可编程I/O口一个串行通信口2个16位定时器/计数器5个中断源，两个中断源优先级的中断控制系统一个片内振荡器和时钟电路2.1内部结构和引脚功能2.1.1单片机内部主要部件292.1.2引脚功能1.电源引脚GND：接地端VCC：电源脚，一般工作电压为5V2、时钟引脚XTAL1:振荡输入端XTAL2:振荡输出端3、控制线RST:复位输入端ALE:地址锁存允许/编程脉冲PSEN:外部ROM读选通信号EA：内外ROM选择/编程电源4、4个I/O口可作输入和输出端2.1.2引脚功能302.2时钟电路和复位电路2.2.1时钟电路单片机内有时钟电路，与振荡器共同产生单片机工作所需要的时钟信号。它使单片机在唯一的时钟信号控制下，严格地按一定的节拍进行工作（按一定的时序进行工作）。振荡器可由单片机内振荡元件外接振荡元件实现，构成内部时钟方式，即在XTAL1和XTAL2引脚跨接振荡器元件（如晶振），则可构成一个稳定的自激振荡器。如果振荡器元件是晶振，则在晶振两个引脚上接上两个电容。电容主要是起频率微调和稳定的作用。电容容量一般为30pf.

2.2时钟电路和复位电路2.2.1时钟电路31第二章AT89C51单片机内部结构基础课件32圆柱11.0592MHZ

晶振

11.0592MHZ

圆柱11.0592MHZ晶振

133当时钟精度要求不高时，也可以用陶瓷谐振荡器、电感电容电路等代替晶振。若用陶瓷谐振荡器，则两个电容的容量为47pf设计电路板时，晶振、电容应尽可能地靠近单片机，以减少分布电容的影响，从而保证振荡器稳定、可靠地工作。当时钟精度要求不高时，也可以用陶瓷谐振荡器、电感电容电路等代34片晶体谐振器

26.000MHZ陶瓷晶振4.000MHZ

片晶体谐振器

26.000MHZ陶瓷晶振4.000MHZ

35振荡器也可以是外振荡源，将其信号接单片机XTAL1脚，XTAL2脚悬空，构成外部时钟方式。见P15时钟方式方框图振荡器也可以是外振荡源，将其信号接单片机XTAL1脚，XTA362.2.2复位电路1复位复位是令单片机初始化的操作，其主要功能是初始化单片机的工作状态。例如，把程序计数器PC的值初始化为0000H，这样单片机在复位后就从程序存储器ROM的0000H单元开始执行程序。另外，当程序运行出错或因操作错误而使系统处于死锁状态时，按复位键来重新初始化单片机。2.2.2复位电路372、复位信号RST引脚是复位信号的输入端。实现复位操作，必须使RST引脚至少保持两个机器周期的高电平（一般用手按下去再放开，都能达到两个机器周期），再从高电平变为低电平，完成复位。复位后，单片机从ROM中的0000H单元开始执行程序。2、复位信号383复位电路复位操作有上电自动复位、按键复位等方式。3复位电路39第二章AT89C51单片机内部结构基础课件40上电复位是通过外部复位电容充电来实现复位。由于电容通交流隔直流，在上电瞬间可等效交流电，在这一瞬间RST引脚的电位与VCC的电位一样。由于电容两端电压差不断增大，则RST端的电压逐渐变小，直至电容充电完毕。电容的充电时间必须大于两个机器周期。上电复位是通过外部复位电容充电来实现复位。由于电容通交流隔直41按键复位是通过按键接通的瞬间，使RST为高电平，实现复位功能。有些单片机内部设置RST接收低电平时，实现复位功能RST是高电平还是低电平时复位，要根据单片机的类型而定。按键复位是通过按键接通的瞬间，使RST为高电平，实现复位功能42第二章AT89C51单片机内部结构基础课件432.3存储器结构2.3.1存储器组成AT89C51存储器由程序存储器ROM和数据存储器RAM组成。ROM可分为片内ROM和片外ROM。片内ROM为4KB，地址范围为0000H~0FFFH.片外ROM可扩展到64KB。RAM可分为片内RAM和片外RAM.片内RAM由128B（00H~7FH)的片内数据存储器和21个特殊功能寄存器（80H~FFH)组成；片外可扩展到64KB。2.3存储器结构2.3.1存储器组成442.3.2程序存储器ROM片内ROM用于存储编好的程序、表格、常数。当程序内存不够用时，可扩展外程序存储器。单片机工作时，只能读ROM，不能写ROM.单片机断电后，存储在ROM中的程序、表格、常数等不会消失。低4KB地址的程序可存储在片内ROM也可存储在片外ROM.选择片外ROM还是片内ROM,由控制线EA来决定。当EA=0时，选择片外ROM.当EA=1时，先执行片内ROM,地址满时，跳转到片外ROM.2.3.2程序存储器ROM45ROM内5个特殊的地址，是单片机的5个中断子程序的入口程序。ROM内5个特殊的地址，是单片机的5个中断子程序的入口程序。462.3.3数据存储器RAM容量为128B，地址范围为00H~7FH.分为四个区：工作寄存器、可位寻址区、数据缓冲区和堆栈区。

2.3.3数据存储器RAM471、工作寄存器工作寄存器地址为00H~1FH,分为四个组。选用哪一组的寄存器，由PSW中的RS1和RS