文档介绍：第2章 MCS-51单片机的硬件结构
MCS-51单片机的硬件结构概述
中央处理器CPU
MCS-51单片机的存储器
MCS-51单片机并行输入/输出口
MCS-51单片机的复位
单片机的几种工作方式
MCS-51单片机的硬件结构概述
MCS-51单片机的内部结构框图
单片机主要部件有8个,通过片内总线连接而成:中央处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM/EPROM)、并行输入/输出口(P0口-P3口)、串行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。
MCS-51单片机的引脚及片外总线结构
-51单片机的引脚
MCS-51单片机的封装有两种形式:一种是双列直插式PDIP(PLASTIC DIP)封装的形式,(PLASTIC LEADED CHIP CARRIED),方形封装有44引脚,其中4个NC为空引脚。HMOS工艺的80C51单片机采用40引脚的PDIP封装,CHMOS工艺的单片机80C51除采用PDIP封装外,封装形式。
。
MCS-51单片机的硬件结构概述
~(39~32脚)
~(1~8脚)
~(28~21脚)
~(10~17脚)
Vcc(40脚):电源端,接+5V;
Vss(20脚):接地端;
XTAL1(19脚)、 XTAL2(18脚):外接石英晶体、微调电容或振荡信号输入引脚。
RST/VPD(9脚):复位信号输入端引脚。第二功能为备用电源输入端。
/Vpp(31脚):读片内或片外程序存储器选择端引脚。第二功能为编程电压输入端。
:低8位地址锁存允许信号输出引脚。第二功能为编程脉冲输入引脚;
(29引脚):读片外程序存储器选通信号输出端引脚。
MCS-51单片机的引脚及片外总线结构
⑴地址总线(Address Bus,简写AB)
地址线A0~A15 共16位,P2口提供高8位地址A8~A15,P0口经地址锁存器提供低8位地址A0~A7 。片外存储器可寻址范围达64KB(即=65536个字节)。
⑵数据总线(Data Bus,简写DB)
地址线D0-D7共8位,由P0口提供,分时输送低8位地址(通过地址锁存器锁存)和8位数据信息。
⑶控制总线(Control Bus,简写CB)
控制总线由P3口的第二功能()、()和3根独立的控制线、ALE和组成。
-51单片机的片外三总线结构
所谓总线,就是连接单片机与系统中各部件的一组公共的信号线。
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MCS-51单片机的引脚及片外总线结构
中央处理器CPU
CPU 的组成
CPU由运算器、控制器和若干特殊功能寄存器(如累加器A、B寄存器、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针寄存器SP、数据指针寄存DPTR等)组成。
。
,控制取指令、执行指令、存取操作数或运算结果等操作,并向其它部件发出各种微控制信号,保证单片机各部分能自动协调地工作。
指令执行的基本过程
,首先必须在存储器中装入程序。所谓程序,就是为了完成某项工作,将一系列指令有序地组合,而指令则是要求单片机执行某种操作的命令。
2 .指令分为操作码和地址码两个部分,操作码部分规定了单片机操作类型,而地址码部分一般是直接或间接地给出了参与操作的数据的存放地址,所以地址码也可以直接称为操作数。
,必须有序地执行一系列指令。单片机执行一条指令一般分为取指令和执行指令两个阶段。
从存储器中取出指令,并且对指令进行译码,以明确该指令执行何种操作,以及操作数的存放地址(即操作数存放在哪一个单元中),再根据这个地址获取操作数,这是取指令阶段。
按操作码指明的操作类型对获取的操作数进行操作(也可称为运算),这是执行指令阶段。
指令执行的基本过程
(Program Counter简称PC)是一个16位的有自动加1功能的计数器。PC没有地址,是不可寻址的,因此用户不能对它进行读写。
16位PC中的内容总是CPU将要执行的那条指令所存放的存储单元的首地址。
在单片机复位时,PC中的内容为0000H,指向第1条要执行的指令的首地址,在CPU从存储单元取指令的过程中,每取1个字节的内容,程序计数器PC就自动加1,在取完这条指令后,PC中的内容就是下