MCS51单片机基础知识

图2―1 MCS—51系列单片机内部结构框图
2、MCS-51单片机的引脚定义与特性
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19
第2章 MCS-51单片机的基础知识
教学内容和要求
本章系统的介绍51单片机 的内部结构、引脚定义和引脚 特性、存储器、寄存器等内容。
注意：本章内容不必很深入的去学习， 知道一些基本知识即可。
原因如下：
在起步阶段，不用过多的 了解单片机的内部结构、工作 原理的全部细节，这会阻碍学习 的进度。特别是在以高级语言为主的情况下。
一个基本的51单片机通常包括以下部件：中 央处理器（CPU）、ROM、RAM、I/O口、定时器、 串口、中断控制器、振荡电路等。
核心部件：中央处理器（CPU）、ROM、RAM、振荡电路； 外部功能部件：I/O口、定时器、串口、中断控制器等。
MCS—51系列单片机的内部结构框图如图所示
④
①
③
②
⑥
⑤ I/O口
VSS 20
80C51/89C51 89C2051
40 VCC
RST 1
20 VCC
39 P0.0
P3.0/RXD 2
19 P1.7
38 P0.1
P3.1/TXD 3
18 P1.6
37 P0.2
XTAL2 4
17 P1.5
36 P0.3
XTAL1 5
16 P1.4
35 P0.4
P3.2/INT0 6
1、MCS-51单片机的内部结构
展示实物
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19
·4个8位并行输入输出I/O接口: P0口、 P1口、 P2口、 P3 口（共32线）, 用于并行输入或输出数据。 · 1个串行I/O接口。
·2个（MCS—52子系列为3个）16位定时器/计数器。
· 1个具有5个（MCS—52子系列为6个或7个）中断源, 可 编程为2个优先级的中断系统。 它可以接收外部中断申请, 定时器/计数器中断申请和串行口中断申请。
⑦ 中断控制器
下面对上面的主要部件进行简单的说明。
① CPU
是单片机中最重要的部件，负责指令的读取、 译码、执行等内部控制核算术逻辑运算。
其结构复杂，但采用高级语言编写程序时，不 必对其作过多了解。
当然，如果采用汇编语言写程序就是另外一回 事了。
② ROM
用户程序编译成最终的目标代码，通过烧写， 被放在这里。
27 P2.6
87LPC64，20引脚
26 P2.5
8XC748/750/（பைடு நூலகம்51），24引脚
25 P2.4
8X749（752），28引脚
24 P2.3
8XC754，28引脚
23 P2.2
等等
22 P2.1
21 P2.0 总线型
非总线型
目前很多厂商生产51单片机，从外观到内部 资源不完全一样，但是其MCU结构一致，都采用 了8051核。
相关概念：中断，中断请求，中断响应，中断 优先级等等。
上图为按功能划分的MCS—51系列单片机内部结构简 化框图。分析上图, 并按其功能部件划分可以看出, MCS— 51系列单片机是由8大部分组成的。
这8大部分是: · 一个8位中央处理机CPU。
· 128个字节（MCS—52子系列为256字节）的片内数据存 储器RAM。 ·4 KB（MCS—52子系列为8 KB）的片内程序只读存储器 ROM或EPROM（8031和8032无）。 ·18个（MCS—52子系列为21个）特殊功能寄存器SFR。
它是单片机最普通、最常用的部件，用来获取 外部的数字量，或者输出内部产生的数字量，从而 驱动连接在相应口线上的部件产生相应的动作。
⑥ 定时/计数器
➢ 定时：
如果有些功能，需要间隔某一定时间运行一次， 就需要用到定时器的定时功能。
➢ 计数：
当定时的计数源是从外部输入的时候，它就被 称为计数器。
⑦ 中断控制器
15 P1.3
34 P0.5
P3.3/INT1 7
14 P1.2
33 P0.6
P3.4/T0 8
13 P1.1/AIN1
32 P0.7
P3.5/T1 9
12 P1.0/AIN0
31 EA/VPP
GND 10 11 P3.7
30 ALE/PROG
29 PSEN
28 P2.7
注：类似的还有Philips公司的
时钟周期：即振荡周期，由晶振决定。 状态周期：2个振荡周期； 机器周期：6个状态周期，12个振荡周期（时钟周期）； 指令周期：一、二、三、四个机器周期；
例如振荡脉冲频率12MHz，则振荡周期1/12µs，机器周期1µs，如 果振荡脉冲频率6MHz，则振荡周期1/6µs，机器周期2µs。
⑤ 输入输出口（I/O口）
如有需要，在以后的学习和开发过程中，完 全可以参考其它讲解更为详细的资料。
1、MCS-51单片机的内部结构
2、MCS-51单片机的引脚定义与特性
专 题
3、MCS-51单片机存储器和寄存器
4、 MCS-51单片机的工作方式
5、 MCS-51单片机的最小系统
6、定时/计数器
7、MCS-51单片机的中断系统
VSS 20
80C51/89C51 89C2051
40 VCC
RST 1
20 VCC
39 P0.0
P3.0/RXD 2
19 P1.7
38 P0.1
代码是能够被识别的命令的序列，一般不可更 改。
③ RAM
程序执行的过程中－－就是单片机工作的过程 中，会有或多或少的新的数据生成，这些数据可以 随时读取和更改，放在RAM中。
特殊功能寄存器（SFR）就位于此。
④ 振荡电路
单片机中有很多部件，振荡电路产成时钟信号， 使得各个部件有条不紊的工作。
相关概念： 振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期