文档介绍：第二章 MCS—51系列单片机组成及工作原理
第一节 MCS—51系列单片机的内部组成
MCS—51系列单片机的典型芯片是8051,所以以8051为例来介绍MCS—51系列单片机。
8051单片机的内部组成
图2—1画出了8051单片机的内部系统组成的基本框图:
T0
T1
XTAL2
XTAL1
RXD
TXD
P3
P2
P1
P0
INT1
INT0
并行
接口
串行接口
64KB总线
扩展控制器
定时/计数器
ROM
RAM
中断控制
CPU
时钟电路
图2—1(a) MCS—51单片机系统组成基本框图
图2—1(b) MCS—51单片机内部方框图
由图2—1(a)可以看出,MCS—51系列单片机8051是由中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出(I/O)口电路、定时器/计数器等若干部件组成,再配置一定的外围电路,如时钟电路、复位电路等,即可构成一个基本的微型计算机系统。
下面简要介绍各个组成部件:
(CPU)
中央处理器(CPU)是单片机的核心,完成运算和控制功能,MCS—51单片机的CPU能处理8位二进制数或代码,故称为8位机。
(内部RAM)
8051芯片中共有256个内部RAM单元,但其中后128个单元被专用寄存器占用,能作为存储器供用户使用的只有前128个单元,用于存储可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128个单元,简称内部RAM。
(内部ROM)
8051内共有4KB掩膜ROM。由于ROM通常用于存放程序,原始数据,表格等。所以称之为程序存贮器,简称内部ROM。
8051中共有4个8位I / O口(P0 、P1、P2、 P3 ),以实现数据的并行输出输入等。
MCS—51单片机有一个全双工的串行口,以实现单片机与其它设备之间的串行数据通信。该串行口功能较强,既可作为全双工异步通信收发器使用,也可作为同步移位器使用。
6..定时器/计数器
8051内共有2个16位的定时器/计数器,以实现硬件定时或计数功能,并可根据需要用定时或计数结果对计算机进行控制。
MCS—51系列单片机的中断功能较强,用以满足控制应用的需要。8051共有5个中断源,为外部中断2个,定时器/计数器溢出中断2 个,串行口中断1 个。分为高级和低级两个中断优先级。
MCS—51系列单片机的内部有时钟电路,但晶振和微调电容需外接。系统允许最高频率为12MHZ。
第二节 8051的内部数据存储器(内部RAM)
一、存储器概述
存储器是储存二进制信息的数字电路器件。微型机的存储器包括主存储器和外存储器。外存储器(外存)主要指各种大容量的磁盘存储器、光盘存储器等。主存储器(内存)是指能与CPU直接进行数据交换的半导体存储器。存储器是计算机中不可缺少的重要部件。半导体存储器具有存取速度快、集成度高、体积小、可靠性高、成本低等优点。单片机是微型机的一种,它的主存储器也采用半导体存储器。
导体存储器的一些基本概念:
位:信息的基本单位是位(Bit或b),表示一个二进制信息“1”或“0”。在存储器中,位信息是由具有记忆功能的半导体电路实现的,例如用触发器记忆一位信息。
字节:在微型机中信息大多是以字节(Byte或B)形式存放的,一个字节由8个位信息组成(1 Byte=8 Bit),通常称作一个存储单元。
存储容量:存储器芯片的存储容量是指一块芯片中所能存储的信息位数,例如8K×8位的芯片,其存储容量为8×1024×8位=65536位信息。存储体的存储容量则是指由多块存储器芯片组成的存储体所能存储的信息量,一般以字节的数量表示。
地址:地址表示存储单元所处的物理空间的位置,用一组二进制代码表示。地址相当于存储单元的“单元编号”,CPU可以通过地址码访问某一存储单元,一个存储单元对应一个地址码。例如8051单片机有16位地址线,能访问的外部存储器最大地址空间为64K(65536)字节,对应的16位地址码为0000H~FFFFH,第0个字节的地址为0000H,第1个字节的地址为0001H,…,第65535个字节的地址为FFFFH。
存取周期:是指存储器存放或取出一次数据所需的时间。存储容量和存取周期是存储器的两项重要性能指标。
导体存储器的分类
半导体存储器按读、写功能可以分为随机读/写存储器RAM(Random Access Memory)和只读存储器ROM(Read Only Memory)。
随机读/写存储器RAM可以进行多次信息写入和读出,每次写入后,原来的信息将被新写入