MCS51单片机的结构课件

§2-3CPU第二章MCS-51单片机芯片的硬件结构§2-2单片机存储器配置内容提要:§2-1MCS-51单片机内部结构及引脚§2-4MCS-51工作方式MCS51单片机的结构MCS-51单片机美国Intel公司于1980年推出的8位高档单片机系列产品Atmel、InfoneonTechnologies(原SiemensAG)、MaximIntegratedProducts、NXP(原PhilipsSemiconductor)、Nuvoton(原Winbond)、STMicroelectronics、SiliconLaboratories(原Cygnal)、TexasInstruments、CypressSemiconductor等Intel的产品系列称作MCS-51，其他厂家的自行命名MCS51单片机的结构MCS-51系列单片机配置一览表系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20条引脚DIP封装）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40条引脚DIP封装）128/2562/33215/6MCS51单片机的结构》教学课件MCS51单片机的结构》教学课件2.1MCS-51单片机的内部结构一个8位的中央处理器(又可分为运算器和控制器两部分)；128字节的数据存储器(增强型为256字节)；4KB的程序存储器；32条并行I/O口线；两个定时器/计数器(增强型为3个)；具有5个中断源(增强型为6个)、两个优先级的中断机构；可用于多处理机通信、I/O扩展或全双工UART的串行口；以及一个片内振荡器和时钟电路MCS51单片机的结构》教学课件MCS51单片机的结构MCS51单片机的结构单片机的引脚定义从一片集成电路的角度去认识单片机MCS51单片机的结构》教学课件MCS-51单片机的引脚功能流行的MCS-51兼容单片机根据型号不同，引脚数目、封装形式有很大区别常见的有40引脚双列直插(DIP)方式，和44引脚PLCC封装形式。较新型的产品采用占用面积更小的封装，如Atmel的AT89S51有44引脚TQFP封装形式MCS51单片机的结构》教学课件MCS51单片机的结构》教学课件认识单片机的引脚MCS-51单片机40脚Vcc,GND

2XTAL1,XTAL2

2RESET

1EA/Vpp1ALE/PROG1PSEN

1P0.0—P0.78P1.0—P1.78P2.0—P2.78P3.0—P3.78MCS51单片机的结构》教学课件单片机的引脚（电源端）Vcc,GND:正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。MCS51单片机的结构》教学课件单片机的引脚（晶振端）XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入/输出端15～45pfx21～12MHz（MCS-51）

0～24MHz（Atmel-89C）XTAL1XTAL2也可以由

XTAL1端接入外部时钟，此时应将

XTAL2接地：XTAL2XTAL1外部时钟通常外接一个晶振两个电容MCS51单片机的结构》教学课件时钟电路MCS51单片机的结构》教学课件时钟电路MCS51单片机的结构》教学课件时钟电路MCS51单片机的结构》教学课件复位使单片机进入某种确定的初始状态：

▼

PC值归零（0000H）；▼各个SFR被赋予初始值：

P0～P3=0FFH，Acc=0，B=0，TH0=0，TL0=0，TH1=0，TL0=0，SP=7，PSW=0……▼退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环，从头开始。单片机的引脚（复位端）RESET:复位端（高电平有效，高电平持续时间

2个机器周期）MCS51单片机的结构》教学课件单片机的引脚（复位端）+5V10uF10KVccRSTGND上电复位10uF10KVccRSTGND手动&上电复位1K+5VMCS51单片机的结构》教学课件复位方式MCS51单片机的结构》教学课件单片机的引脚（EA端）EA/Vpp:寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。

低有效，片内无ROM时必须接地；片内有ROM时应当接高电平；

对片内ROM编程时编程正电源加到此端。MCS51单片机的结构》教学课件单片机的引脚（PSEN端）PSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的读控制端（OE）低有效。MCS51单片机的结构》教学课件单片机锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROM单片机的引脚（PSEN端）PSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的读控制端（OE）低有效。MCS51单片机的结构》教学课件各寄存器的名称：1、算术运算寄存器（1）A——累加器。（2）B——B寄存器，乘、除法运算用。（3）PSW——程序状态字寄存器：包含程序运行状态、信息。

MCS51单片机的结构24MCS51单片机的结构MCS51单片机的结构单片机存储器配置（片外RAM/ROM）

可寻址片外RAM64K字节

（0000H—FFFFH）；可寻址片外ROM64K字节

（0000H—FFFFH）；片内掩膜ROM4K字节（0000H—0FFFH）；FFFFH0000H可寻址片外RAM64K字节FFFFH0000H可寻址片外ROM64K字节0FFFH0000H可寻址片内掩膜ROM4K字节80517FH00H片内RAM

128字节FFH80HMCS51单片机的结构》教学课件单片机的程序存储器特殊单元中断矢量：MCS-51单片机的5个中断源分别对应有各自的中断服务程序入口地址——中断矢量000BH000BH-0012H定时/计数器0(T0)002BH002BH-0032H定时/计数器2(T2)0023H0023H-002AH串行口接收/发送001BH001BH-0022H定时/计数器1(T1)0013H0013H-001AH外部中断1(INT1)0003H0003H-000AH外部中断0(INT0)中断矢量中断地址区中断源系统启动单元：系统复位（PC）＝0000H——占用地址区0000H-0003HMCS51单片机的结构》教学课件存储器配置（片内RAM）片内RAM

128字节（00H—7FH）00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区SFR分布在80H-FFH其中92个位可位寻址80HFFH所有的RAM区(包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为数据缓存寄存器8051128字节MCS51单片机的结构》教学课件片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H—1FH)00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区存储器配置（片内RAM）MCS51单片机的结构》教学课件00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器区3工作寄存器区2工作寄存器区1工作寄存器区00FH10H17H18H片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H—1FH)存储器配置（片内RAM）工作寄存器区选择由PSW中的RS1和RS0决定MCS51单片机的结构》教学课件00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区片内RAM中有128个可按位寻址的位。

位地址:00H—7FH

分布在:20H—2FH单元存储器配置（片内RAM）MCS51单片机的结构》教学课件00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH单元地址07060504030201000F0E0D0C0B0A090817161514131211101F1E1D1C1B1A191827262524232221202F2E2D2C2B2A292837363534333231303F3E3D3C3B3A393847464544434241407F7E7D7C7B7A7978位地址总共128个可按位寻址的位片内RAM中有128个可按位寻址的位。

位地址:00H—7FH

分布在:20H—2FH单元存储器配置（片内RAM）MCS51单片机的结构》教学课件MCS51单片机的结构34MCS51单片机的结构存储器配置（片内RAM）片内RAM

128字节（00H—7FH）00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区SFR分布在80H-FFH其中92个位可位寻址80HFFH所有的RAM区(包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为数据缓存寄存器128字节

小结MCS51单片机的结构》教学课件

时钟的基本概念

启动单片机后，指令执行顺序：

取指令

分析执行

§2-3

CPU时序MCS51单片机的结构时序CPU执行指令时所需控制信号的时间顺序在制造商设计产品时，CPU的时序已经固定CPU发出的时序信号一类用于芯片内部各功能部件的控制另一类用于芯片外部存储器或I/O端口的控制，需要通过器件的控制引脚送到片外MCS51单片机的结构MCS51单片机的结构MCS51单片机的结构