单片微型计算机原理及应用-第3章单片机硬件结构.pptVIP

第3章 MCS-51系列单片机硬件结构 3．1 单片机概述 3．2 MCS-51单片机的总体结构 3．3 MCS-51单片机的存储器结构 3．4 MCS-51单片机并行的I/O口 3．5 MCS-51单片机的辅助电路及时序 3．1 单片机概述 一、定义： 采用一定的工艺手段将CPU、存储器、I/O口集成在一个芯片上。 二、特点： 抗干扰性强，工作温度范围宽 ； 可靠性高； 控制功能很强，数值计算能力较差； 指令系统比通用微机系统简单； 更新换代速度比通用微机处理器慢多。 三、应用： 智能仪表中的应用 机电一体化中的应用 实时控制中的应用 军工领域的应用 分布式多机系统中的应用 民用电子产品中的应用 四、发展趁势 CPU的改进 存储器的发展 片内I/O的改进 外围电路内装化 低功耗与工作电压范围加宽 低噪声与高可靠性技术 ISP及IAP 二、常用的单片机产品 MCS单片机 AVR单片机 PIC单片机 MSP单片机 ARM处理器 DSP处理器 三、单片机应用系统 四、单片机应用系统开发概述 开发环境的软硬件构成 有关的软件平台： PROTEL： PROTEUS： WAVE： KEIL C51 ： 单片机的在线编程 ISP---在线系统编程 IAP---在线应用编程 3.2 总体结构 包括四个问题： 一、内部结构 二、外部引脚 三、总线图 四、微处理器 讲到单片机都有个系列问题 MCS-51： 基本型 51子系列(8031\8051\8751) 增强型 52子系列(8032\8052\8752) 特殊型 所有的基础都是基本型。 一、内部结构 8位的CPU； 128个字节的片内RAM； 4K字节的片内ROM程序存储器(8031无) 外部的RAM和ROM的寻址范围为64K 21个字节的专用寄存器 4个8位并行I/O口 1个全双工的串行口 2个16位的定时器/计数器 5个中断源、2个中断优先级 111条指令。 内部结构框图： 二、外部引脚及说明 P3口第二功能： 三、总线图 四、CPU CPU又称为微处理器，是单片机内部的核心部件，它决定了单片机的重要功能特性。它由运算器和控制器两大部分组成。 对CPU的使用就是对CPU中的寄存器的使用。 有关的寄存器 累加器ACC 寄存器B 程序状态字PSW 布尔处理器C 程序计数器PC 数据指针DPTR 堆栈指针SP 3.3 存储器结构 从物理结构上可分为2部分： 一、程序存储器 1、编址与访问 2、程序的7个特殊入口地址 二、数据存储器 1、编址与访问 2、片内数据存储器 3、特殊功能寄存器块 一、程序存储器 程序存储器通常存放程序指令、常数及表格等，系统在运行过程中不能修改其中的数据 。 1．编址与访问 2．程序的几个特殊地址: 复位 0000H 外部中断0 0003H 定时器/计数器0溢出 000BH 外部中断1 0013H 定时器/计数器1溢出 001BH 串行口中断 0023H （定时器/计数器2溢出 002BH） 二、数据存储器 数据存储器则存放缓冲数据，系统在运行过程中可修改其中的数据。 包括: 1、编址与访问 2、片内数据存储器 3、特殊功能寄存器块 1．编址与访问 2、片内数据存储器 00H～1FH 20H～2FH 30H～7FH 堆栈： 片内RAM、初始化时SP=07H 向上生长的 一般程序的开始： MOV SP，#60H 3、特殊功能寄存器块 特殊功能寄存器又称为专用寄存器 专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。 P70 表3-5 3-6 3.4 并行的I/O口 一、P1口 二、P3口 三、P0口 四、P2口 1、P1口： 2、P3口： 3、P0口： 4、P2口： 3.5 辅助电路及时序 一、时钟电路 二、复位电路 三、时序 一、时钟电路 二、复位电路 三、时序 （1）振荡周期 （2）状态周期 （3）机器周期 （4）指令周期 外部晶振的2分频是MCS-51单片机的内部时钟周期，6个时钟周期构成了单片机的1个机器周期 。 本章小结： 本章从应用的角度讨论MCS-51单片机的硬件基本结构，主要包括以下几个问题： （1）内部主要功能部件：并行口、中断、定时器/计数器、串行口 （2