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第2章 单片机硬件结构和原理
单片机原理与应用
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学习目的和要求
熟悉89C51内部结构
掌握存储器配置及特点
熟悉部分特殊功能寄存器（SFR）的功能
掌握复位电路及堆栈的概念
掌握部分引脚的功能，达到会应用的目的
了解CPU时序及单片机的工作过程
了解并行I/O端口内部结构
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被抽象为一个硬件模型的电子产品大致包括：
1) 输入 2) 处理核心 3) 输出
输入可能有：
1) 键盘
2) 串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB）
3) 开关量（TTL，电流环路，干接点）
4) 模拟量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信号））
处理核心主要有：
1) 8位单片机，主要就是51系列
2) 32位arm单片机，主要有atmel和三星系列
输出的基本组成：
1) 串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB）
2) 开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动）
3) 模拟量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信号））
4) LED显示：发光管等
5) 液晶显示器
6) 蜂鸣器
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51系列单片机最小系统 ：
实际上，51单片机核心外围电路是很简单的即：
单片机+时钟电路+复位电路
单片机：atmel的89C51系列、 89C51系列、winbond的78E52系列，还有philips的系列等；
复位电路：由电容串联电阻构成。适当组合RC的取值可以保证可靠的复位。一般C取10f，。至于如何定量计算，可以参考相关书籍。
时钟电路：，为了准确无误地得到9600波特率和19200波特率；两片磁片电容：22pf~30pf，可以查找什么晶振频率对应什么容量的磁片电容。
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添加标题
89C51单片机的基本组成
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添加标题
89C51单片机内部结构
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89C51单片机是ATNMEL、PHILIPS、SST公司的产品：
89C51＝ 80C51＋373＋Flash ROM
价格便宜，广泛的应用。
它们的基本组成、基本性能和指令系统都是相同的。
MCS-51系列单片机为Intel 公司产品,1980年推出。
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80C51
CPU
振荡器和 时序
OSC
64KB 总线
扩展控制器
数据存储器
256B RAM/SFR
2×16位
定时器/计数器
可编程I/O
程序存储器
4KBROM
可编程全双工
串行口
外中断
内中断
控制
并行口
串行通信
外部时钟源
外部事件计数输入
89C51单片机结构框图
DBUS
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89C51单片机的基本组成
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80c51 CPU字长8位，地址16位，最大存储器寻址能力为64KB。能实现8位二进制数的加、减、乘、除以及与、或、异或、移位等运算。
用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等。
256 B/128 B RAM/SFR
用以存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片机内部不带ROM/EPROM，如8031、8032、80C31等
（8051/8052是掩膜 ROM， 8751/8752是EPROM，但8031、8032、80C32片内无ROM） 。
片内4KB程序存储器Flash ROM:
每个口可以用作输入，也可以用作输出。
四个8位并行I/O（输入/输出）接口P0~P3:
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2个外中断，2个定时/计数器中 断，1个串行口中断
每个定时/计数器都可以设置成计数方式，用以 对 外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果 实现计算机控制。
两个定时/计数器:
可实现单片机与单片机或与其它微机之间串行通信。
一个全双工UART的串行I/O口:
但需外接晶振和电容。
片内振荡器和时钟产生电路:
五个中断源的中断控制系统。
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51系列单片机的温度适用范围 为：
民品（商业用） 0～70 °C
工业品 －40～＋85 °C
军品 －55～＋125 °C
与8051相比，89C51具有两种用软件选择的节电工作方式：
空闲方式：CPU停止工作，RAM、定时/计数器、中断系统等继续工作。
掉电方式：片内振荡器停止，所以系统不能工作，仅保存RAM中内容。
第2章 89C51单片机硬件结构和原理
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