第2章 MCS-51单片机的内部结构.

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1、第第 2 2 章章MCS-51MCS-51单片机的单片机的硬件结构硬件结构2.1 MCS-51 2.1 MCS-51 单片机的硬件结构单片机的硬件结构CPUCPU运算部件运算部件控制部件控制部件B BRAMRAMP0P0口口P2P2口口ROMROM(EPROM)(EPROM)串行口串行口 C/TC/T中断中断系统系统SFRSFRP1P1口口8 8P3P3口口8 88 88 8XTALXTAL1 1XTALXTAL2 2PSEN ALEPSEN ALE EA RESET EA RESETVccVccVssVssu按功能可分成按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来个部件，通过片内单一总线连

2、接起来1.1.微处理器微处理器2.2.数据存储器数据存储器3.3.程序存储器程序存储器4.I/O4.I/O口口5.5.串行口串行口6.6.定时定时/ /计数器计数器7.7.中断系统中断系统8.8.特殊功能特殊功能寄存器寄存器u控制方式：控制方式：SFR对各功能部件集中控制对各功能部件集中控制各功能部件：各功能部件： 1.CPU1.CPU（微处理器）（微处理器）2.2.数据存储器（数据存储器（RAMRAM） 片内为片内为128128个字节个字节(52(52系列为系列为256256字节字节) )3.3.程序存储器（程序存储器（ROM/EPROMROM/EPROM） 8031:8031:无此部件；无

3、此部件； 8051:8051:4K4K字节字节ROMROM； 8751:8751:4K4K字节字节EPROM EPROM ； 89C51/89C52/89C55:89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K 4K/8K/20K 字节闪存字节闪存。4. P14. P1口、口、P2P2口、口、P3P3口、口、P0P0口：口：为为4 4个并行个并行8 8位位I/OI/O口。口。 5. 5. 串行口串行口 1 1个全双工的异步串行口个全双工的异步串行口6. 6. 定时器定时器/ /计数器计数器7. 7. 中断系统中断系统 8. 8. 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFRSFR） 共有共有2

4、121个，是一个具有特殊功能的个，是一个具有特殊功能的RAMRAM区。区。 2.2 MCS-51的引脚的引脚 40只引脚只引脚双列直双列直插封装（插封装（DIP）4444只引脚方形封装方式（只引脚方形封装方式（4 4只未用）只未用）引脚逻辑图引脚逻辑图 80518051单片机为单片机为4040条引脚双列直插式封装条引脚双列直插式封装 引脚可分为三个部分引脚可分为三个部分X1 X2 EA PSEN ALE RST VCC GND 8051 P0 P1 P2 P3 P00P07 P10P17 P20P27 P30P37 控控制制引引脚脚并行并行I/O口引脚口引脚电源及时钟引脚电源及时钟引脚 （1

5、1）电源及时钟引脚）电源及时钟引脚: Vcc: Vcc、VssVss；XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL2。 （2 2）控制引脚：）控制引脚： PSENPSEN* *、EAEA* * 、ALEALE、RESET RESET （3 3）I/OI/O口引脚：口引脚：P0P0、P1P1、P2P2、P3P3，4 4个个8 8位位I/OI/O口口2.2.1 2.2.1 电源及时钟引脚电源及时钟引脚 1 1电源引脚电源引脚 （1 1）VccVcc（4040脚）脚）：+5V+5V电源；电源； （2 2）VssVss（2020脚）脚）：接地。：接地。 2 2时钟引脚时钟引脚 （1 1）XTAL1XTAL

6、1（1919脚）脚）：采用外接晶体振荡器时，此引：采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。脚应接地。（2 2）XTAL2XTAL2（1818脚）脚）：接外部晶体的另一端。：接外部晶体的另一端。2.2.2 2.2.2 控制引脚控制引脚 (1) RST/VPD(9(1) RST/VPD(9脚脚) )：复位与备用电源：复位与备用电源(2) ALE/PROG(2) ALE/PROG* *（3030脚）：脚）： 第一功能第一功能ALEALE ：地址锁存允许：地址锁存允许 第二功能第二功能PROGPROG* *：编程脉冲输入端。编程脉冲输入端。(3) PSEN(3) PSEN* * （2929脚）：脚）：读外

7、部程序存储器的选通信号。读外部程序存储器的选通信号。可以驱动可以驱动8 8个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。(4) EA(4) EA* */VPP (31/VPP (31脚脚) )： EAEA* *为内外程序存储器选择控制为内外程序存储器选择控制 EAEA* *=1=1，访问片内程序存储器，访问片内程序存储器， EAEA* *=0=0，单片机则只访问外部程序存储器。单片机则只访问外部程序存储器。 第二功能第二功能V VPPPP，用于，用于施加编程电压施加编程电压。2.2.3 I/O2.2.3 I/O口引脚口引脚(1) (1) P0P0口口：双向双向8 8位三态位三态I/OI/O口，地址总

8、线（低口，地址总线（低8 8位）及位）及数据总线分时复用口，可驱动数据总线分时复用口，可驱动8 8个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。(2) (2) P1P1口口：8 8位位准双向准双向I/OI/O口，可驱动口，可驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。(3) (3) P2P2口口：8 8位位准双向准双向I/OI/O口，与地址总线（高口，与地址总线（高8 8位）复位）复用，可驱动用，可驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。(4) (4) P3P3口口：8 8位位准双向准双向I/OI/O口，双功能复用口，可驱动口，双功能复用口，可驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负

9、载。负载。注意注意: :准双向口与双向三态口的差别准双向口与双向三态口的差别。当当3 3个准双向个准双向I/OI/O口作输入口使用时，要向该口先写口作输入口使用时，要向该口先写“1”1”，另外准双向，另外准双向I/OI/O口无高阻的口无高阻的“浮空浮空”状态。状态。引脚引脚转义引转义引脚脚功能说明功能说明P3.0RXD串行数据接收端串行数据接收端P3.1TXD串行数据发送端串行数据发送端P3.2INT0外部中断外部中断0请求请求P3.3INT1外部中断外部中断1请求请求P3.4T0计数器计数器0外部输入外部输入P3.5T1计数器计数器1外部输入外部输入P3.6WR外部数据存储器外部数据存储器写

10、写P3.7RD外部数据存储器外部数据存储器读读2.3 MCS-512.3 MCS-51的的CPUCPU 由由运算器运算器和和控制器控制器所构成所构成2.3.1 2.3.1 运算器运算器 对操作数进行对操作数进行算术、逻辑运算和位操作算术、逻辑运算和位操作。1 1算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元ALUALU2 2累加器累加器A A 使用最频繁的寄存器，使用最频繁的寄存器，可写为可写为AccAcc。 A A的作用：的作用：（1 1）是）是ALUALU单元的输入之一，又是运算结果存放单元。单元的输入之一，又是运算结果存放单元。（2 2）数据传送大多都通过累加器）数据传送大多都通过累加器A A。（3

11、3）A A的进位的进位标志标志CyCy同时又是同时又是位处理机的位累加器。位处理机的位累加器。3 3程序状态字寄存器程序状态字寄存器PSWPSW （1 1）CyCy（PSW.7PSW.7）进位标志位进位标志位（2 2）Ac(PSW.6)Ac(PSW.6)辅助进位标志位辅助进位标志位（3 3）F0F0（PSW.5PSW.5）标志位标志位 由用户使用的一个状态标志位。由用户使用的一个状态标志位。（4 4）RS1RS1、RS0RS0（PSW.4PSW.4、PSW.3PSW.3）：4 4组工作寄存器组工作寄存器区选择控制位区选择控制位1 1和位和位0 0。工作寄存器区的选择工作寄存器区的选择 1818