第2章80C51的结构和原理单片机原理及应用(C51编程)-李.ppt

1、2020/7/16,1,第2章 80C51的结构和原理,80C51内部结构与引脚功能,2.1,80C51单片机的CPU,2.2,80C51的存储器组织,2.3,2.4,80C51单片机并行口,80C51单片机最小系统,2.5,功能上分为： 基本型； 增强型。,存储器配置上分为： ROM； EPROM； ROMLess； FLASH。,8051是Intel公司MCS-51系列的典型品种,采用HMOS工艺 。,以8051为基核的CMOS产品统称为80C51系列。与原来工艺相比，特点是低功耗。,2020/7/16,3,2.1.1 80C51内部结构 与引脚功能,CPU 8位（含布尔处理） 时钟电路

2、总线控制,存储器 ROM,4KB RAM,128B SFR,21,I/O接口 并口,4个，8位 UART,1个 定时计数器，2个 中断源，5个,2020/7/16,4,2.1.2 80C51典型产品资源配置,应注意：STC系列单片机与80C51兼容，采用串口编程，品种发展迅速。,2.1.3 80C51典型产品封装和引脚,DIP40 DIP20,2020/7/16,6,2.2 80C51的CPU,2.2.1 80C51的功能单元,运算器 ACC,累加器 B，寄存器 PSW,程序状态字,控制器 PC，程序计数器 IR,指令寄存器 译码逻辑及时钟,其他寄存器 DPTR,数据指针 SP,堆栈指针,20

3、20/7/16,7,寄存器及其存储器映射,2020/7/16,8,2.2.2 80C51的CPU时钟,时钟产生方式,内部时钟方式 外部时钟方式,2020/7/16,9,80C51的时钟信号,1个机器周期：12个晶荡周期（或6个时钟周期）,指令的执行时间称作指令周期 （单、双、四周期）,2020/7/16,10,2.2.3 80C51单片机的复位,复位可使单片机或系统部件处于确定的初始状态。,复位电路,上电复位电路 按键与上电复位,2020/7/16,11,单片机复位后的状态,PC = 0000H RAM：随机值（运行中复位不改变RAM内容 ）,SFR： P0P3=FFH SP=07H IP、I

4、E和PCON：有效位为0 PSW=00H,2020/7/16,12,2.3 80C51的存储器组织,80C51存储器可以分成两大类：,RAM，CPU在运行时能随时进行数据的写入和读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。用来存放暂时性的输入输出数据、运算的中间结果或用作堆栈。,ROM，写入信息后不易改写的存储器。断电后，其中的信息保留不变。用来存放固定的程序或数据，如系统监控程序、常数表格等。,2020/7/16,13,2.3.1 程序存储器配置,片外程序存储器选择（低有效）,EA接高电平 无效-片内 高于4K,自动 转到片外！,2020/7/16,14,EA引脚接地 有效-片外 内部有也不

5、用！,2020/7/16,15,程序存储器低端的几个特殊单元,2020/7/16,16,程序存储器中的指令代码及其观察,2020/7/16,17,2.3.2 数据存储器配置,片内、片外数据存储器概况,片内RAM及SFR 片外RAM,2020/7/16,18,工作寄存器区（含寄存器组0 3）,寄存器组0：地址00H07H 寄存器组1：地址08H0FH 寄存器组2：地址10H17H 寄存器组3：地址18H1FH,当前工作寄存器组选择,PSW寄存器中：,2020/7/16,19,片内RAM详图,2020/7/16,20,位寻址区,2020/7/16,21,通用RAM区,30H7FH，共80字节,数据

6、缓冲 堆栈 SP指示栈顶 复位时SP=07H 系统初始化通常重新设置,2020/7/16,22,RAM内容查看,2020/7/16,23,2.3.3 特殊功能寄存器（SFR）,基本型单片机有21个SFR离散地分布在80HFFH空间。,与运算器相关3个 ACC B PSW,与定时/计数器相关6个 TH0,TL0 TH1,TL1 TMOD TCON,指针类3个 SP DPH,DPL,与口相关7个 P0,P1,P2,P3 SBUF SCON PCON,与中断相关2个 IE IP,2020/7/16,24,2.4 80C51的并行口,P0口结构,输出时,2.4.1 P0、P2口的结构,2020/7/1

7、6,25,输入时,读锁存器（“读-修改-写”类指令，如ANL P0,A）,读引脚（“MOV”类指令，如MOV A, P0）,要先写“1”,1,0,P0作通用I/O时为： 准双向口！,2020/7/16,26,输出时，地址/数据信息分时出现在输出引脚。,输入时，先输出地址，然后自动向锁存器写1，再读引脚。此时为真正双向口。,2020/7/16,27,P2口结构,P2作通用I/O口 （未扩片外存储器，或虽扩RAM但采用“MOVX Ri”传送时C=0）,输入先写1， P2为I/O时： 准双向口！,P2作地址总线高8位（C=1）,2020/7/16,28,P1口结构,P1仅能为通用的准双向口！,2.4.2 P1、P3口的结构,2020/7/16,29,P3口结构,第一功能：通用I/O口（对口寻址时）,2020/7/16,30,第二功能（不对口寻址时）,2020/7/16,31,2.5 80C51单片机最小系统,2.5.1 最小系统的硬件构成,P0口接有