单片机原理及应用硬件结构张毅刚学习教案.pptx

会计学2.1MCS-51单片机的硬件(yìnɡjiàn)结构2.1MCS-51单片机的硬件(yìnɡjiàn)结构各功能部件：
1.CPU（微处理器）
单片机的核心，主要(zhǔyào)完成运算和控制功能，又增设了面向控制的处理功能，增强了实时性。
功能：读入、分析每条指令，根据指令要求，控制部件完成特定的功能。
CPU组成
2.数据存储器（RAM）
片内为128个字节（52子系列的为256个字节）
3.程序存储器（ROM/EPROM）
8031:无此部件；
8051:4K字节ROM；
8751:4K字节EPROM；
89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字节闪存。程序存储器的形式4.数据存储器
数据存储器用来存储程序在运行期间的工作变量和数据。一般在单片机内部设置一定容量的RAM（64B—384B或更大）可加快单片机运行的速度，还可以使存储器的功耗下降很多
常把寄存器（工作寄存器、特殊功能寄存器、堆栈等）逻辑上划分在片内RAM,可将单片机内部RAM看成寄存器堆，提高单片机运行速度。
4.P1口、P2口、P3口、P0口：为4个并行8位I/O口。提供(tígōng)功能强、使用灵活的输入输出引脚，用于检测和控制。
有些I/O引脚具有多种功能，作为数据总线的数据线，地址总线的地址线，控制总线的控制线
I/O引脚的驱动能力也逐渐增大，甚至可以直接驱动外扩的LED
5.串行口1个全双工的异步串行口
实现与某些终端设备进行串行通信，或者和一些特殊功能的器件相连的能力，甚至多个单片机相连构成多机系统。

6.定时器/计数器
用于精确的定时或者(huòzhě)对外部事件进行计数。
7.中断系统
5个中断源，2个中断优先级
8.特殊功能寄存器（SFR）
共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。
9.时钟电路
单片机的工作是在时钟信号的驱动下，按照严格的时序，有规律的一个节拍一个节拍地执行各种操作。
单片机内部设有定时电路只需外接振荡元件即可工作，外接振荡元件一般选用晶体振荡器，或RC振荡器，也可用外部时钟源。
有的单片机内部有振荡元件。
44只引脚方形封装方式(fāngshì)（4只无用）引脚逻辑图
8051单片机为40条引脚双列直插式封装
引脚可分为(fēnwéi)三个部分（1）电源及时钟引脚:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。
（2）控制引脚：PSEN*、EA*、ALE、RESET
（3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，4个8位I/O口
2.2.1电源及时钟引脚
1．电源引脚
（1）Vcc（40脚）：+5V电源；
（2）Vss（20脚）：接地。
2．时钟引脚
（1）XTAL1（19脚）：采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。
（2）XTAL2（18脚）：接外部(wàibù)晶体的另一端。2.2.2控制引脚
RST/VPD(9脚)：复位与备用电源
振荡器工作时，在RST上作用(zuòyòng)两个机器周期以上的高电平可以将单片机复位
(2)ALE/PROG*（30脚）：
第一功能ALE：地址锁存允许
还有就是在不访问外部存储器时ALE以1/6振荡频率固定速率输出，还可以做对外输出时钟用。通过此脚可初步判断单片机的好坏。
第二功能PROG*：编程脉冲输入端。
以89C51为例，其内部有EPROM，要写入程序时，需要提供专门的编程脉冲和编程电源。
编程脉冲：30脚,(ALE/PROG*)
编程电压(+12V或者+5V)：31脚,(EA*/VPP)(3)PSEN*（29脚）：读外部程序存储器的选通信号。可以驱动8个LS型TTL负载。
从外部程序存储器取指期间，在每个机器周期当PSEN*有效时，程序存储器的内容被送到P0口（数据总线）
(4)EA*/VPP(31脚)：EA*为内外程序存储器选择控制
EA*=1，访问(fǎngwèn)片内程序存储器，
EA*=0，单片机则只访问(fǎngwèn)外部程序存储器。
第二功能VPP，用于施加编程电压。
使用80C31时该脚必须接地，使用8751编程该脚接21V电压。2.2.3I/O口引脚
(1)P0口：双向8位三态I/O口，地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动(qūdònɡ)8个LS型TTL负载。
(2)P1口：8位准双向I/O口，可驱动(qūdònɡ)4个LS型TTL负载。
(3)P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动(qūdònɡ)4个LS型TTL负载。
(4)P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动(qūdònɡ)4个LS型TTL负载。
注意:准双向口与双向三态口的差别。
当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。2.3MCS-51的CPU
是单片机的核心部件，由运算(yùnsu