单片机学教程第2章 内部硬件架构及资源[优质ppt]

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第2章 单片机的结构与组成PPT课件

第2章  单片机的结构与组成PPT课件

内部数据存储器(RAM) MCS-51系列内部有128B RAM区(地址为
00H~7FH)和128B的特殊功能寄存器区SFR (地址为80H~FFH)。
图2-3 内部数据存储器单元
片内RAM低128单元
低128单元分三个区域:工作寄存器、位寻址区和用 户数据区
位寻址区(20H~2FH)
表2-3 内部RAM 20H~2FH位寻址区位地址分布表
8051存储器
❖ 8051的存储器:哈佛结构,即程序存储 器(ROM)和数据存储器(RAM)的寻 址空间是分开的。
存储器 程 数序 据存 存储 储 片 片 片 片器 器外 内 外 内 RRRRO O AAM M M M ((((内 内 外 外部 部 部 部 RRRRAO AOM M M )M )))
时置“1”,否则清“0”。 ❖ F0用户标志位:由用户设置,软件标志。 ❖ RS1和RS0:工作寄存器组选择位。 ❖ OV溢出位:溢出时置“1”,否则置“0”。 ❖ X:无效位。 ❖ P奇偶位:ACC中1的个数的奇偶性。ACC中有奇数个
“1”,则P=1,否则P=0。
位地址空间
位地址空间包括两块区域: 一块位地址范围为00H~7FH,分布于内部数
❖ 位处理器系统包括以下几个功能部件: (1)位累加器:借用进位标志CY。在布尔运算中CY是数据
源之一,又是运算结果的存放处,位数据传送的中心。 (2)位寻址的RAM:内部RAM位寻址区中的0~127位
(20H~2FH); (3)位寻址的寄存器:特殊功能寄存器(SFR)中的可以位
寻址的位。 (4)位寻址的I/O口:并行I/O口中的可以位寻址的位(如
“1”,则P=1,否则P=0。
SP(堆栈指针)的作用:入栈和出栈

《单片机第二章》PPT课件

《单片机第二章》PPT课件

系列
片内存储器(字节)
定时器 并行 串行 中

片内ROM
片内 计数器
有ROM 有EPROM RAM
I/O
I/O
断 源
Intel MCS-51 子系列
8031 8051
8751
128
80C31 80C51 87C51 字节
(4K字节) (4K字节)
2x16
4x8位
1
5
Intel MCS-52 子系列
8032 8052
单片机中唯一一个用户可使用的16位寄存器。
h
8
5.定时控制部件与时序
功能:在规定的时刻发出各种操作所需的全部内 部和外部的控制信号,协调各功能元件工作,完 成指令所规定的功能。
主要任务:产生一个工作时序,其工作需要时钟 电路提供一个工作频率。
h
9
单片机的引脚定义
从一片集成电路的角度去认识单片机
认识单片机的引脚 MCS-51单片机40脚
Vcc, GND
2
XTAL1, XTAL2 2
RST
1
EA/Vpp
1
ALE/PROG
1
PSEN
1
P0.0—P0.7 8 P1.0—P1.7 8 P2.0—P2.7 8 P3.0—P3.7 8
40个引脚双排直插DIP封装,大致可分为4类:电源、时钟、 控制和I/O引脚。
单片机的引脚(电源端)
Vcc (引脚40): 正电源端 (+5V/3.3V/2.7V) 不同的单片机可以允许不 同的工作电压,不同的单 片机表现出的功耗也不同端)
Vcc, GND:正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端

51单片机-第2章-单片机硬件结构和原理PPT课件

51单片机-第2章-单片机硬件结构和原理PPT课件
VSS 20
AT89C51
40 VCC
39 P0.0 38 P0.1
1. 电源2个
37 P0.2 36 P0.3
2. 外接晶体振荡器2个
35 P0.4 34 P0.5
3. I/O引脚32个
33 P0.6 32 P0.7
4. 控制信号引脚4个
31 EA/VPP
30 ALE/PROG
29 PSEN
28 P2.7
64KB外部程序存储器空间
P1.0 P1.1
24 23
XTAL1 19
22
VSS 20
21
VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
MCS-51可寻址
64KB外部数据存储器空间
第2章 单片机的硬件结构和原理
本章内容
2.1 MCS-51单片机的内部结构 2.2 MCS-51单片机的引脚及功能 2.3 CPU 2.4 存储器 2.5 时钟电路与指令的时序 2.6 单片机的复位方式及电路 2.7 I/O端口电路与电气特性 2.8 单片机的低功耗工作方式 2.9 单片机的最小系统
VSS 20
AT89C51
40 VCC 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA/VPP 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7 27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4 24 P2.3 23 P2.2 22 P2.1 21 P2.0
中断输入 中断控制 CPU(8位)

单片机基础教程2ppt课件

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18
第二章 4-----3
二、MCS—51数据存储器地址空间
数据存储器地址空间由内部和外部数据存储器空间组成。内部和外部数
据存储器空间存在重叠。 通过不同指令来区别
内部数据传送指令:MOV
外部数据传送指令:MOVX
FFFFH
FFH SFR
80H 7FH 内 部
外部 RAM 64KB
00H RAM
4) 64K外部程序存储器的地址空间。
5) 32条双向且分别可位寻址的I/O口线。
6) 128字节的片内RAM(52子系列为256字节)。
7) 2个16位定时器/计数器(52子系列为3个)。
8) 具有2个优先级的5个中断源结构(52子系列有6个)。
9) 1个全双工串行口。
10) 1个布尔处理器。
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单片机的片外三总线结构
第二章 2 ----5
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13
第三节 MCS-51单片机的复位
第二章 3 ----1
MCS—5l的RST/VPD引脚是复位输入端,其内的施密特触发器用来 抑制噪声,它的输出在每个机器周期的S5P2由复位电路采样一次。在振荡 器运行时,RST端至少要保持2个机器周期(24个振荡周期)为高电平,才完 成一次复位。复位后片内各专用寄存器的状态如表2—1。
P3口与Pl口的输出驱动部分及内部上拉电阻相同,但比P1口多了一个 第二功能控制部分的逻辑电路〔由一个与非门和一个输入缓冲器组成〕
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第二章 2 ----3
P3口每位的第二功能:
P3.0(RXD):串行输入端。 P3.1(TXD):串行输出端。 P3.2(INTO):外部中断0输入端,低电平有效。 P3.3(INT1):外部中断1输入端,低电平有效。 P3.4(T0):定时/计数器0外部事件计数输入端。 P3.5(T1):定时/计数器1外部事件计数输入端。 P3.6(WR):外部数据存储器写选通信号,低电平有效。 P3.7(RD ):外部数据存储器读选通信号,低电平有效。

(新版)单片机课件第2章

(新版)单片机课件第2章

P1.7
P2.7
P1.6
P2.6
P1.5
P2.5
P1.4
P2.4
P1.3
P2.3
P1.2
P2.2
1 2 3
40
VCC
39
P0.0
38
P0.1
P1.1
P2.1

P1.0 8051 P2.0

8751 P0.7
4 5
37
P0.2
36
P0.3
I/O
P0.6
P3.0 8031 P0.5

6
35
P0.4
7
34
25
P2.4
17
24
P2.3
线 (CB)
PSEN EA ALE RST
18
23
P2.2
19
22
P2.1
20
21
P2.0
VCC
VSS
(a) (b)
图2.2 MCS-51系列单片机引脚及总线结构
A15
A14
A13
A12
A11
A10 地
A9
A8

A7

A6 线
A5
(AB)
A4
A3
A2
A1
A0
D7 D6 数 D5 据 D4 总 D3 线 D2 D1 (DB)
第2章 MCS-51机简介
MCS-51系列单片机已有十多种产品,可分为两大系列:51 子系列和52子系列。
51子系列主要有8031、8051、8751三种机型。它们的指令系 统与芯片引脚完全兼容。从表1.1中可以看出,它们的差别仅在于 片内有无ROM或EPROM。

单片机课件第二章

单片机课件第二章

0000H 1FFFH
片外 ROM EA=0
片内 ROM EA=1
2000H 片 外 ROM
FFFFH
(a)片内无ROM
FFFFH
(b)片内有4K ROM
19
FFFFH
(c)片内有8K ROM
2.程序存储器的7个特殊地址
中断源
入口地址
复位或非屏蔽中断
0000H
外部中断0
0003H
定时/计数器0
000BH
D6 数
D5 据
D4 总
D3 线
D2 (DB)
D1
D0
1.输入/输出引脚
(1)P0口(39~32脚):P0.0~P0.7统称为P0口。在不接片外 存储器与不扩展I/O口时,作为双向输入/输出口。在接有片外存储 器或扩展I/O口时,P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。
(2)P1口(1~8脚):P1.0~P1.7统称为P1口,可作为准双向 I/O口使用。对于52子系列,P1.0与P1.1还有第二功能:P1.0可用 作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2,P1.1可用作定时器/计数 器2的外部控制端T2EX。
(4) /VPP(31脚):EA为片外程序存储器选用端。该引脚低电
平时,选用片外程序存储器,高电平或悬空时选用片内程序存储器。
3.主电源引脚
VCC(40脚):接+5 V电源正端。 VSS(20脚):接+地。
14
4.外接晶体引脚
XTAL1、XTAL2(19、18脚):当使用单片机内部振荡电路时,这两 个引脚用来外接石英晶体和微调电容,如图2-10(a)。在单片机内部, 它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片内振荡器。当采用 外部时钟时,对于HMOS单片机,XTAL1引脚接地,XTAL2接片外振荡 脉冲输入(带上拉电阻);对于CHMOS单片机,XTAL2引脚接地, XTAL1接片外振荡脉冲输入(带上拉电阻),如图2-11(b)和(c)。

单片机第二章(硬件基础)PPT课件

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15 15.08.2020
15.08.12502
(3) 输入/输出(I/O)引脚:P0口、 P1口、 P2口及P3口 P0口(39脚~32脚): P0.0~P0.7统称为P0口。①双向输入 /输出接口,②在接有片外存储器或扩展I/O接口时,P0 口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。 P1口(1脚~8脚): P1.0~P1.7统称为P1口, 可作为准双向 I/O接口使用。 P2口(21脚~28脚): P2.0~P2.7统称为P2口。 ①准双向 输入/输出接口,②在接有片外存储器或扩展I/O接口时, P2口用为高8位地址总线。 P3口(10脚~17脚): P3.0~P3.7统称为P3口。 ①准双向 输入/输出接口,② P3口的每一个引脚都有第二功能。
(12)111条指令,含乘法指令和除法指令。
(13)有强的位寻址、位处理能力。
(14)片内采用单总线结构。
(15)用单一十5V电源。
5 15.08.2020
15.08.2502
2.1 单片机结构与组成
RAM
P0口、P2口
ROM
运算器
串行口、定时器/ 计数器、中断系统 SFR
控制器
6 15.08.2020
15.08.12402
(1)主电源引脚 VCC(40脚): 接+5 V电源正端; VSS(20脚): 接+5 V电源地端。
(2)外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1(19脚): 接外部石英晶体的一端。 在单片机内部,
它是一个反相放大器的输入端, 这个放大器构成了片内振荡 器。
XTAL2(18脚): 接外部晶体的另一端。 在单片机内部, 接至片内振荡器的反相放大器的输出端。 XTAL1与XTAL2 借外接晶体与片内反相放大器构成振荡器。

第2章单片机课件

第2章单片机课件

第2章
MCS-51系列单片机的内部结构原理
2.2.1 运算器
运算部件是以算术逻辑单元ALU为核心, 加上累加 器A、 寄存器B、 暂存器TMP1和TMP2、 程序状态寄 存器PSW及专门用于位操作的布尔处理机组成的, 它能 实现数据的算术逻辑运算, 位变量处理和数据传送操作。 1. 算术逻辑单元ALU与累加器ACC、 寄存器B 算术逻辑单元ALU不仅能完成8位二进制数的加 (带进位加)、 减(带借位减)、 乘、 除、 加1、 减
RS0(PSW.3)=0, 表示复位后单片机选择工作寄存器0组;
第2章
MCS-51系列单片机的内部结构原理
(3) (SP)=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的
08H单元处建立; (4) P0口~P3口锁存器为全1状态, 说明复位后这些 并行接口可以直接作输入口, 无须向端口写1; (5) 定时器/计数器、 串行口、 中断系统等特殊功
EA / VPP 等4种
用于锁存出现在P0口的低8位地址,以实现低位地址和
数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频 率的固定频率输出的正脉冲,因此可作为外部时钟或
第2章
MCS-51系列单片机的内部结构原理
部定时脉冲使用。 PROG 为编程脉冲(有EPROM芯片)
(3) PSEN(29脚): 片外程序存储器读选通信号输 出端, 低电平有效。 (4)EA / VPP (31脚): EA为访问程序存储器控制信 号, 低电平有效。当 EA 信号为低电平时,对ROM的读 操作限定在外部程序存储器;而当 EA 信号为高电平时, 则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始,并可延 续至外部程序存储器。VPP 为编程电压(25V) (有
PSW.1——未定义位。
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2.1.1单片机的产生与发展
第1阶段(1971~1976): 单片机发展的初级阶段 第2阶段(1976~1980): 低性能单片机阶段 MCS-48系列 第3阶段(1980~1983): 高性能实用性很强的单片机阶段
MCS-51系列 第4阶段(1983~80年代末):16位(全功能)单片机阶段.
MCS-96系列8098/8096、80C198/80C196, 第5阶段(90年代):(量体裁衣)单片机在集成度、多元化,功 能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展. DSP,32位单片机ARM
片内存储器(字节)
系列
无 romless
片内ROM 有ROM
有EPROM
片内 RAM
定时器 计数器
Intel 8031
MCS-51
子系列 80C31
8051 80C51
(4K字节)
8751
128
87C51 字节
(4K字节)
2x16
Intel 8032
MCS-52
子系列 80C32
8052 80C52
4
单片机与嵌入式: 微控制器 MCU (Micro-Controller Unit) 嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller)
单片机应用领域: 测控系统、智能仪表、智能接口、办公自动化、光机 电一体化设备、通讯设备、网络设备、汽车电子、消 费类电子产品、智能楼宇设备……
单片机的多种型号: Intel Atmel(89 AVR) Motorola(M68HC08) TI(MSP430) Philips Winbond(华邦) Microchip (微芯PIC)………
第2章单片机内部硬件架构及资源
本讲重点:
1.MCS-51单片机的内部结构;
2.单片机的引脚与I/O口结构;
3.存储器、堆栈与特殊功能寄存器;
4.单片机工作的基本时序;
1
2.1 单片机发展史 2.1.1 单片机的产生与发展 2.1.2 单片机与计算机之异同 2.1.3 单片机的特点
2.2 MCS-51单片机内部结构 2.2.1 MCS-51单片机系列区别 2.2.2 MCS-51单片机基本特性 2.2.3 单片机的引脚定义
(3)定时器/计数器增加了1个;
(3)中断源增加了1~2个.
对于制造工艺为CHMOS的单片机, 由于采用CMOS技 术制造, 因此具有低功耗的特点,如8051功耗约为 630mW, 而80C51的功耗只有120mW.
(8K字节)
8752
256
87C52 字节
(8K字节)
3x16
ATEML
பைடு நூலகம்89C系 列
(常用 型)
1051(1K)/2051(2K)/4051(4K) (FLASH DIP-20封装)
89C51(4K)/89C52(8K)/89S51 (40条引脚DIP封装)
128
2
128/2 56
2/3
并行
串行
中 断
5
Atmel 标准型:AT89C51 AT89C52 AT89lv51 AT89lv52 低档型:AT89C1051 AT89C2051(2Kflash) (20PIN) 高档型: AT89S51 AT89S52 ISP功能 AVR….
Philips P80CXX P87CXX P89CXX P87LPC7XX
2.功能: PC机: 数据运算、采集、处理、存储、传输; 单片机:控制(或受控于)外设,测控,往往嵌入某个仪器/设备/系 统中,使其达到智能化的效果.
7
3.应用特点: PC机:
体积大,功耗大,价格高(3000…),用途较固定,属通 用计算机.易于学习掌握和使用,但用于控制时必须安装 一定的应用软件. 单片机:
TI MSP430
PIC系列
6
2.1.2 单片机与计算机之异同
1.组成: CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等) ROM(程序存储器)
PC机:上述部件以独立器件形式安装在主板上.包括:键盘、 显示器、鼠标、硬/软/光驱、音箱、打印机、扫描仪…等外设
单片机:上述部件被集成到单芯片中,只是一片集成电 路.(8/16/20/28/32/40/48/100……条引脚).
2.3 并行输入/输出接口 2.3.1 单片机的引脚(P1口) 2.3.2 单片机的引脚(P0口) 2.3.3 单片机的引脚(P2口) 2.3.4 单片机的引脚(P3口)
2
2.4 单片机中几个重要的结构 存储器、堆栈、SFR 2.4.1 单片机的存储器——几个有关的概念: 2.4.2 89C51单片机存储器配置 2.4.3 堆栈 2.4.4 89C51特殊功能寄存器
2.5 单片机工作的基本时序 2.5.1 2.5.2 MCS-51指令的取指/执行时序 2.5.3 访问外部ROM和RAM的时序 2.5.4 读外部数据RAM时序 2.5.5 写外部数据RAM的时序
2.6 单片机的工作方式 2.6.1 复位方式 2.6.2 程序执行方式
3
2.6.3 节电工作方式
2.1 单片机发展史(了解)
AD/DA/LCD 驱动/串口/USB/CAN/PWM等
单片机与单片机系统: 单片机是指一块芯片,它不能完成特定的应用任务; 单片机系统指在一块单片机芯片的基础上,扩展了显示、 键盘、以及其它外围芯片,构成的系统
9
2.2 MCS-51单片机内部结构
2.2.1 MCS-51单片机系列区别(强调,考试)
体积小,功耗小,价格低,用途灵活,无处不在,属专 用计算机.是一种特殊器件,需经过专门学习方能掌握应 用,应用中要设计专门的硬件和软件.
4.联系 单片机的应用开发,软件编程环境(keil)、硬件
SCH,PCB的设计(Protel)都是在PC个人电脑上进行的
8
2.1.3 单片机的特点 控制功能强,指令丰富.如转移,逻辑判断,位操作等; 体积小,可靠性高,结构灵活,易于组成各种微机应用系统. 低功耗、低电压; 便于制作便携式、网络化等产品; 外部设备接口集成度高SOC (System On Chip).如:可以集成
I/O
I/O 源
4x8位 1
5
4x8位 1
6
15
1
5
32
1
5/160
表中列出了MCS-51系列单片机的两个子系列, 在 4个性能上略有差异.在本子系列内各类芯片的主要 区别在于片内有无ROM或EPROM;
MCS-51与MCS-52子系列间所不同的是:
(1)片内程序存储器ROM从4KB增至8KB;
(2)片内数据存储器由128个字节增至256个字节;
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