第1章 51单片机结构PPT课件
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单片机第一章第二章第三章
码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使
用高级语言进行开发；
·作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输
出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具
备10mA-20mA灌电流的能力；
·片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、
启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；
整理课件
属于RISC结构的有Microchip公司的PIC系列、 Atmel的AT90S系列、 Zilog的Z86系列、韩国三星 公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系 列等。
一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用 RISC型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、 工业控制系统应采用CISC单片机。
整理课件
三、 单片机的特点、分类、及应用
1. 单片机的特点
（1）性价比高 （2）控制功能强 （3）高集成度、高可靠性、体积小 （4）低电压、低功耗
2. 单片机的分类
（1）按单片机内部程序存储器分类 片内无ROM型 片内带掩膜ROM（QTP）型、片内EPROM型、
片内一次可编写型（OTP型）和片内带Flash型等。 整理课件
（4）按单片机字长分类 4位、8位、16位、32位整理、课件和64位机
3. 单片机均可用单片机实现
四、MCS-51和8051、8031、89C51等的关系
MCS-51是指INTEL公司生产的一系列单片机的总称。
此系列包括好多品种，如8031，8051，8751， 8032，8052，8752等等。
系统。
单片机片内的各功能部件 通过内部总线相互连接，
集成在单片机内的这 些部件如何连接和进
51单片机系列PPT课件
进先出”的数据操作原则。
第18页
➢ 堆栈的功用 堆栈的主要功用是保护断点和保护现场。因为计算机无论
是执行中断程序还是子程序，最终要返回主程序，在转 去执行中断或子程序时，要把主程序的断点保护起来， 以便能正确的返回。同时，在执行中断或子程序时，可 能要用到一些寄存器，需把这些寄存器的内容保护起来， 即保护现场。
第12页
程序状态字PSW
OV：溢出标志位
在带符号数（补码数）的加减中，OV=1表示运算的结果超出了累加 器A的八位符号数表示范围（－128～+127），产生溢出，因此运算 结果是错误的。OV=0，表示未超出表示范围，运算结果正确。 乘法时，OV=1，表示结果大于255，结果分别存在A，B寄存器中。 OV=0，表示结果未超出255，结果只存在A中。 除法时，OV=1，表示除数为0。OV=0，表示除数不为0。
PSW中各标志位名称及定义如下：
第9页
程序状态字PSW
C：也表示为 CY 进（借）位标志位 1.在加减运算中，若操作结果的最高位有进位或有借 位时，CY 由硬件自动置1，否则就清0。 2.在位操作中，CY 作为位累加器使用，参于进行位 传送、位与、位或等位操作。另外某些控制转移类 指令也会影响 CY 位状态。
第16页
数据指针DPTR
✓数据指针DPTR为16位寄存器，它是MCS—51中唯 一的一个16位寄存器。 ✓DPTR通常在访问外部数据存储器时作为地址指针 使用，寻址范围为64KB。 ✓编程时，既可按16位寄存器使用，也可作为两个 8位寄存器分开使用。DPH 为DPTR的高八位寄存器， DPL 为DPTR的低八位寄存器。
第二章 MCS-51单片机结构及原理
第1页
第一部分
51单片机基础知识总结(最新)ppt课件
② 一个用补码表示的机器数，若最高位为0，则其余几位 即为此数的绝对值；若最高位为1，其余几位不是此数 的绝对值，必须把该数求补（按位取反（包括符号位） 加1），才得到它的绝对值。如：X=-15 [-15]补＝F1H ＝11110001B 求补得00001110＋1＝00001111B=15
第0章 计算机的基础知识
（01111111B）； 16位带符号数的原码范围为：-32767（1000000000000000B）~ +
32767 （0111111111111111B） 问题：已知一个数的反码，怎么求它的真值呢？ （2）同原码相似，反码表示也不适宜用简单的加法器来进行运算。 Eg : 5+(-3)=
绪论
3、补码（Two’s complement）表示法
第0章 计算机的基础知识
0.1.2 微机的基本工作原理
存储程序、执行程序是微工作过程。
单片机是微型计算机的一种，是将计算机主机（CPU、 存储器和I/O接口）集成在一小块硅片上的微机，又称微 控制器。它专为工业测量与设计而设计，具有三高优势 （集成度高、可靠性高、性价比高），他的特点是小而全 (体积小，功能全），主要应用于工业检测与控制、计算 机外设、智能仪器、仪表、通信设备、家用电器等，特别 适合于嵌入式微型机应用系统。
并行、串行接口 定时器、A/D、D/A
微机系统
硬件 软件
总线
外部设备
外围设备
辅助设备 系统软件 应用软件 程序设计语言
输入设备 输出设备 辅助存储器
电源电路 时钟电路
第0章 计算机的基础知识
CPU是计算机的控制核心，它的功能是执行指令，完 成算术运算、逻辑运算，并对整机进行控制。
存储器用于存储程序和数据。 输入/输出接口（又称I/O接口）是CPU和外设之间相 连的逻辑电路，外设必须通过接口才能和CPU相连。不同 的外设所用接口不同。每个I/O接口也有一个地址，CPU通 过对不同的I/O接口进行操作来完成对外设的操作。 存储器、I/O接口和CPU之间通过总线相连。 用于传送程序或数据的总线称为数据总线；地址总线 用于传送地址，以识别不同的存储单元或I/O接口；控制 总线用于控制数据总线上数据流送的方向、对象等。
第0章 计算机的基础知识
（01111111B）； 16位带符号数的原码范围为：-32767（1000000000000000B）~ +
32767 （0111111111111111B） 问题：已知一个数的反码，怎么求它的真值呢？ （2）同原码相似，反码表示也不适宜用简单的加法器来进行运算。 Eg : 5+(-3)=
绪论
3、补码（Two’s complement）表示法
第0章 计算机的基础知识
0.1.2 微机的基本工作原理
存储程序、执行程序是微工作过程。
单片机是微型计算机的一种，是将计算机主机（CPU、 存储器和I/O接口）集成在一小块硅片上的微机，又称微 控制器。它专为工业测量与设计而设计，具有三高优势 （集成度高、可靠性高、性价比高），他的特点是小而全 (体积小，功能全），主要应用于工业检测与控制、计算 机外设、智能仪器、仪表、通信设备、家用电器等，特别 适合于嵌入式微型机应用系统。
并行、串行接口 定时器、A/D、D/A
微机系统
硬件 软件
总线
外部设备
外围设备
辅助设备 系统软件 应用软件 程序设计语言
输入设备 输出设备 辅助存储器
电源电路 时钟电路
第0章 计算机的基础知识
CPU是计算机的控制核心，它的功能是执行指令，完 成算术运算、逻辑运算，并对整机进行控制。
存储器用于存储程序和数据。 输入/输出接口（又称I/O接口）是CPU和外设之间相 连的逻辑电路，外设必须通过接口才能和CPU相连。不同 的外设所用接口不同。每个I/O接口也有一个地址，CPU通 过对不同的I/O接口进行操作来完成对外设的操作。 存储器、I/O接口和CPU之间通过总线相连。 用于传送程序或数据的总线称为数据总线；地址总线 用于传送地址，以识别不同的存储单元或I/O接口；控制 总线用于控制数据总线上数据流送的方向、对象等。
51单片机及其应用PPT课件
特点是：存储器容量较小，寻址范围小（不 大于4K），无串行接口，指令系统功能不强。
11
◆性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单 片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节 RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2 个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控 制功能较强的布尔处理器。☺
◆与现代的计算机相比，有许多不足，但它 的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对 人类的生产和生活方式产生了巨大的影响 。
3
匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出 了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序 存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备组成这一计算机的经典结构。
31
2.2.2单片机的主要功能
·8位CPU ·4kbytes 程序存储器(ROM)
(52为8K) ·256bytes的数据存储器(RAM)
（52有384bytes的RAM） ·32条I/O口线 ·111条指令，大部分为单字节指令 ·21个专用寄存器
32
❖ ·2个可编程定时/计数器 ·5个中断源，2个优先级 （52有6个） ·一个全双工串行通信口 ·外部数据存储器寻址空间为64kB ·外部程序存储器寻址空间为64kB ·逻辑操作位寻址功能 ·双列直插40PinDIP封装 ·单一+5V电源供电
24
（3）在功能上，该系列单片机有基本型 和增强型两大类：
基本型： 8051/8751/8031 80C51/87C51/80C31 增强型： 8052/8752/8032 80C52/87C52/80C32
25
（4）在片内程序存储器的配置上， 该系列单片机有三种形式，即掩膜 ROM 、 EPROM 和 ROMLess( 无 片 内 程序存储器)。如：
11
◆性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单 片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节 RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2 个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控 制功能较强的布尔处理器。☺
◆与现代的计算机相比，有许多不足，但它 的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对 人类的生产和生活方式产生了巨大的影响 。
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匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出 了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序 存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备组成这一计算机的经典结构。
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2.2.2单片机的主要功能
·8位CPU ·4kbytes 程序存储器(ROM)
(52为8K) ·256bytes的数据存储器(RAM)
（52有384bytes的RAM） ·32条I/O口线 ·111条指令，大部分为单字节指令 ·21个专用寄存器
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❖ ·2个可编程定时/计数器 ·5个中断源，2个优先级 （52有6个） ·一个全双工串行通信口 ·外部数据存储器寻址空间为64kB ·外部程序存储器寻址空间为64kB ·逻辑操作位寻址功能 ·双列直插40PinDIP封装 ·单一+5V电源供电
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（3）在功能上，该系列单片机有基本型 和增强型两大类：
基本型： 8051/8751/8031 80C51/87C51/80C31 增强型： 8052/8752/8032 80C52/87C52/80C32
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（4）在片内程序存储器的配置上， 该系列单片机有三种形式，即掩膜 ROM 、 EPROM 和 ROMLess( 无 片 内 程序存储器)。如：
第一章MCS-51系列单片机知识
单片机电子产品设计
主讲人：胡克满 2013年3月 E_mail：hukeman@ 办公室：3114（东校区） 电话：668181
第一章 MCS-51单片机基本知识
本章主要内容： 1.1 什么是单片机 1.2 单片微型计算机及单片微型计算机系统 1.3 MCS-51系列单片机分类 1.4 MCS-51系列单片机的内部结构及引脚 1.5 MCS-51系列单片机的内部数据存储器 本章重点： MCS-51系列单片机选型
单片机电子产品设计
1.5 MCS-51单片机内部数据存储器
MCS-51单片机的芯片内部有RAM和ROM两类存储器，
即所谓的内部RAM和内部ROM。
单片机电子产品设计
1.5.1内部数据存储器低128单元
30H ~7FH
20H ~2FH 18H ~1FH 10H ~17H 08H ~0FH 00H ~07H
单片机电子产品设计
微型计算机系统组成示意图如图所示。
微型计算机系统
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
CPU
运算器 控制器
输 出 接 口 电 路
输 出 设 备
+
存储器
软 件 系 统
硬件系统
单片机电子产品设计
（1）运算器 运算器是计算机的运算部件用于实现算术和逻辑运算。计算机的 数据运算和处理都在这里进行。 （2）控制器 控制器是计算机的指挥控制部件，使计算机各部分能自动协调地 工作。运算器和控制器是计算机的核心部分，常把它们合在一起称之 为中央处理器，简称CPU。 （3）存储器 存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器又分 为内存储器和外存储器。例如实训中使用的EPROM2764。 （4）输入设备 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中，如键盘。 （5）输出设备 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果，以用户需要的形 式显示或保存，如显示器、打印机。
第1章 单片机基础知识 ppt课件
单片机的种类系列很多，本书主要讲MCS-51系列，此系列单片 机的生产商很多，本书重点介绍了Atmel生产的89系列单片机： AT89C52。 AT89C52单片机出厂时片内带有8KB的Flash程序存储器和256B 的数据存储器RAM,片内还带有定时/计数器、中断控制器、串行通 信控制等资源，使用很方便。
家用电器领域：冰箱、彩电、洗衣机、缝纫机、微波 炉、空调机、摩托车、小汽车等等。
北京航空航天大学出版社
1.1 单片机的发展与应用 6
1.2 单片机的分类
通用/专用 运行位 使用域
通用/专用、运行位
通用/专用
通用单片机 专用单片机
运行位
8 位单片机 16 位单片机 32位单片机
芯片内的数据存储器增加到： 512B；
数据指针增加到：
2个
北京航空航天大学出版社
1.3 AT89系列单片机的基本特性 12
低档型AT89系列单片机的基本特性 1 单片机基础知识
低档型AT89系列单片机： AT89C1051、AT89C2051、AT89C1051U等 基本特征：
比标准型AT89资源少，比标准型AT89体积小
标准型AT89系列单片机的基本特征 1 单片机基础知识
标准型AT89系列单片机： AT89C51、AT89C52、AT89S51、AT89S52 基本特征： 1、8051的内核 2、片内有装程序的闪存，装数据的RAM 3、提供丰富的I/O口：32条I/O连接线 4、提供定时器、计数器、外中断、串行通信等资源 5、工作电源的电压为（5±0.2）V； 6、振荡器最高频率为24MHz
工业领域：各种测控系统、数字采集系统、工业机器 人、机电一体化产品、光机电一体化产品等等。
通信领域：调制解调器（MODEM）、程控交换技术、 手机等等。
家用电器领域：冰箱、彩电、洗衣机、缝纫机、微波 炉、空调机、摩托车、小汽车等等。
北京航空航天大学出版社
1.1 单片机的发展与应用 6
1.2 单片机的分类
通用/专用 运行位 使用域
通用/专用、运行位
通用/专用
通用单片机 专用单片机
运行位
8 位单片机 16 位单片机 32位单片机
芯片内的数据存储器增加到： 512B；
数据指针增加到：
2个
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1.3 AT89系列单片机的基本特性 12
低档型AT89系列单片机的基本特性 1 单片机基础知识
低档型AT89系列单片机： AT89C1051、AT89C2051、AT89C1051U等 基本特征：
比标准型AT89资源少，比标准型AT89体积小
标准型AT89系列单片机的基本特征 1 单片机基础知识
标准型AT89系列单片机： AT89C51、AT89C52、AT89S51、AT89S52 基本特征： 1、8051的内核 2、片内有装程序的闪存，装数据的RAM 3、提供丰富的I/O口：32条I/O连接线 4、提供定时器、计数器、外中断、串行通信等资源 5、工作电源的电压为（5±0.2）V； 6、振荡器最高频率为24MHz
工业领域：各种测控系统、数字采集系统、工业机器 人、机电一体化产品、光机电一体化产品等等。
通信领域：调制解调器（MODEM）、程控交换技术、 手机等等。
51单片机教程ppt
MCS-51单片机的中断系统结构
主程序
中断响应
中断请求
执行主 程序
断点
继续执行 主程序
执行 中断 处理 程序
中断返回
二、中断请求标志
1、TCON的中断标志
IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。 当IT0=0时，为电平触发方式。 当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。 IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。 IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。 IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。 TF0（TCON.5），定时/计数器T0溢出中断请求标志位。 TF1（TCON.7），定时/计数器T1溢出中断请求标志位。
ALE/PROG
PSEN P2.7
P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
2.2 MCS-51单片机的最小系统
C1
CYS
C2
MCS-51 XTAL1
XTAL2
2.3 MCS-51单片机的引脚
MCS-51引脚描述
➢主电源引脚VCC和VSS ➢外接晶振引脚XTAL1
和XTAL2 ➢控制或电源复用引脚
T0/P3.4 14
T1/P3.5 15
WR/P3.6
16
RD/P3.7 17
XTAL2 18
XTAL1 19
VSS 20
40
39
38
37
36
35
8031 8051
34 33
8751 32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA/Vpp
51单片机基础知识总结(最新)ppt课件
第0章 计算机的基础知识
0.1.2 微机的基本工作原理
存储程序、执行程序是微机的工作原理，取指令，译 码，执行是微机的基本工作过程。
单片机是微型计算机的一种，是将计算机主机（CPU、 存储器和I/O接口）集成在一小块硅片上的微机，又称微 控制器。它专为工业测量与设计而设计，具有三高优势 （集成度高、可靠性高、性价比高），他的特点是小而全 (体积小，功能全），主要应用于工业检测与控制、计算 机外设、智能仪器、仪表、通信设备、家用电器等，特别 适合于嵌入式微型机应用系统。
1-0=1 0-1=1（有借位）
Ex: B5H-93H=22H
绪论
（2）乘/除法运算 a.乘法运算 法则：0×0=0×1=1×0=0
1×1=1 在计算机中，乘法采用部分积左移或部分积右移法实现。 b.除法运算 法则：二进制除法类似于十进制除法
第0章 计算机的基础知识
0.2.2 计算机中数的几个概念
绪论
（3）逻辑非 法则： （4）逻辑异或（半加，不考虑进位的加法，也称模2加） 法则： 用途：令某数中某几位取反
绪论
2、算术运算 （1）加/减法运算 a.加法运算 法则：0+0=0
0+1=1+0=1 1+1=0（逢2进1） Ex: BDH+AAH=67H
绪论
a.减法运算 法则：0-0=1-1=0
绪论
0.2.1 计算机中的数
一、进制计数及其特点 数制：进位计数制和非进位计数制 1、非进位计数制（non-carring） 特点：数码所代表的数值同它在数中的位置无关。 Eg:罗马数字 2、进位计数制（carring） 特点：每个数码表示的数制，不仅取决于数码本身，而
且还取决于该数码在数中的位置。 Eg:十进制数
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有用串行总线替代并行总线的趋势，一些小型芯片，由于内部 ROM 和 RAM 得到扩充，又采用串口作通信，所以芯片引脚只在2028之间。 （2）功能的删减
从满足一些简单特殊的用途和降低成本出发，减少了片内存储容量， 减少定时计数器数量，去除串行接口等。 1.1.4 总线和非总线几种应用模式
Microcontroller 第1章 单片机结构 04
内部ROM 4k
0000H
8051
Microcontroller 第1章单片机结构 08
1.2.3 程序存储器 程序存储器存放程序、表格和常数，
它分片内和片外两部分，早期8031属于 片内无程序存储器型，所以一定要在片 外加装程序存储器，此时引脚EA＃一定 要接低电平。
51之后的单片机，都不同程度地集 成了一定数量的片内存储器，此时引脚 EA#应该接高电平，否则片内的存储器 就白白浪费了。运行时单片机先使用片 内程序存储器，当寻址范围超出片内的 地址范围时，单片机会自动搜寻片外的 地址，在电路设计的时候，要注意片外 程序存储器地址线的接法。
XTAL2 XTAL1
容量扩展 MaskROM
EPROM OTPROM FLASHRO ROMM4KB
中断系统 中断源扩展
容量扩展 RAM 128B
定时、计数器 数量功能扩展
P0 - P3 P4-P6
数量 扩展
I/O接口
串行口 增强扩展
电源 5V
功能扩展 ADC,DA
C WDT,PW
M IIC,SIP 电C源A扩N展 2.7-6V
（4）其他扩展 ➢ 串行口的数量和功能，例如增加UART的AAR (Auto Address Recognition） ➢ ADC,DAC,PWM,WDT,IIC,CAN,TCP/IP等。 ➢ 电源范围已扩展到2.7-6V。
Microcontroller 第1章单片机结构 03
1.1.3 80C51系列单片机内部资源删减 （1）并行总线的删减
Interrupt INT1 INT0
Parallel Interface
P3 P0
Serial Interface
Txd Rxd
Microcontroller 第1章 单片机结构 01
1.1.2 80C51系列单片机内部资源扩展
EA# RST ALE PSEN#
总线控制逻辑 指令系统 CPU 时钟系统 速度扩展
（3）基本功能单元扩展 ➢ 中断源有的达到15个。 ➢ 定时计数器不仅数量增加，而且在功能上增强，例如扩展的CCU (Capture/Compare Unit）和 PCA (Program Counter Array),可以实 现高速的输入输出，并将捕获、定时、高速输出、PWM 和 WDT 以可 编程的方式结合在一起。
时专 钟用
单 复片 位机
专用 外设
I/O口
（1）专用型应用模式
时 钟
通 用
单
片
复机
位 非总线
应用
DB
AB CB
I/O口
串行 扩展
（3）通用非总线型应用模式
时 钟
通 用
单
片
复机
位 总线 应用
并行 扩展
串行 扩展
I/O口
（2）通用总线型应用模式
时 钟
非 总
线
单
复片
位机
I/O口
串行 扩展
（4）非总线型应用模式
Microcontroller 第1章单片机结构 05
1.2 存储器
1.2.1 存储器的结构 存储器的结构分冯·诺尔曼（von·Neumann) 和 哈佛（Harvard）
两种结构。冯.诺尔曼结构将程序存储器和数据存储器合二为一，例如 PC机中的内存，就是典型的冯·诺尔曼结构。将两者分开的结构就称之 为哈佛结构，由于单片机属于嵌入式的控制器，它的程序不需要改变， 小容量的数据存储器又能与 CPU 集成，可以加快存取的速度，所以单 片机都采用哈佛结构。这样的结构使这些存储器与ACC紧耦合，不仅 速度快，还可以完成类似累加器的操作，所以在单片机中得到广泛应 用。
External
4
ROM
External
5
RAM
Microcontroller 第1章单片机结构 07
8051
Internal
1 ROM
Internal
2 RAM 3 SFRs
External
4 RAM
External
5 ROM
EA#=0 FFFFH
EA#=1
外部ROM 64k
扩展ROM 60k
1000H
51系列单片机程序存储器和数据存储器独立编址，采用16根地址 线，它们最大的容量分别可达64K，与Intel 8086的存储器与I/O接口独 立编址一样，靠不同的访问指令来予以区分。
由于程序存储器最大有64K，片外数据存储器最大也有64K，再加 上51片内有128字节的RAM 和 128 字节的SFR，所以51系列存储器最 大的容量达到(128+1/4)K。52系列则是（128+3/8)K。
第1章 MCS-51单片机结构
1.1 单片机的内部结构及资源
1.1.1 单片机的内部编程结构
T0 T1
Oscillator
4K Program Memory
128 Byte RAM
SFR
Timer1 Timer2
80C51 CPU
此图是内部编程结 构图，掌握了内部结 构和引脚功能，才有 可能设计硬件电路和 着手编程。
程序存储器只能用 MOVC 来读取。
FFFFH
外部
2
ROM
1000H
在保持内核不变的基础上，很多厂家对51系列单片机根据用户的需 求进行了扩展，主要在以下几方面：
Microcontroller 第1章单片机结构 02
（1）速度速度，采取RISC和指令流水线技术，缩短机器周期。
（2）CPU外围扩展 ➢ 程序存储器，从原来的ROM Less、MaskROM、EPROM 向 OPTROM，EEPROM 和 FLASH ROM，转变，容量也大增。 ➢ 数据存储器扩展，仍采用SRAM，但容量已达到1KB。 ➢ I/O端口的扩展，由原来的4个扩展到6个或7个。
Microcontroller 第1章单片机结构 06
1.2.2 单片机存储器的分类 如图所示分5类：在单片机的片内的有 1.内部数据存储器（RAM）、 2.
内部程序存储器（ROM) 3.特殊功能寄存器（SFR），在单片机外的有片4. 外程序存储器（ROM） 5.片外的数据存储器（RAM）。
3
2 1
从满足一些简单特殊的用途和降低成本出发，减少了片内存储容量， 减少定时计数器数量，去除串行接口等。 1.1.4 总线和非总线几种应用模式
Microcontroller 第1章 单片机结构 04
内部ROM 4k
0000H
8051
Microcontroller 第1章单片机结构 08
1.2.3 程序存储器 程序存储器存放程序、表格和常数，
它分片内和片外两部分，早期8031属于 片内无程序存储器型，所以一定要在片 外加装程序存储器，此时引脚EA＃一定 要接低电平。
51之后的单片机，都不同程度地集 成了一定数量的片内存储器，此时引脚 EA#应该接高电平，否则片内的存储器 就白白浪费了。运行时单片机先使用片 内程序存储器，当寻址范围超出片内的 地址范围时，单片机会自动搜寻片外的 地址，在电路设计的时候，要注意片外 程序存储器地址线的接法。
XTAL2 XTAL1
容量扩展 MaskROM
EPROM OTPROM FLASHRO ROMM4KB
中断系统 中断源扩展
容量扩展 RAM 128B
定时、计数器 数量功能扩展
P0 - P3 P4-P6
数量 扩展
I/O接口
串行口 增强扩展
电源 5V
功能扩展 ADC,DA
C WDT,PW
M IIC,SIP 电C源A扩N展 2.7-6V
（4）其他扩展 ➢ 串行口的数量和功能，例如增加UART的AAR (Auto Address Recognition） ➢ ADC,DAC,PWM,WDT,IIC,CAN,TCP/IP等。 ➢ 电源范围已扩展到2.7-6V。
Microcontroller 第1章单片机结构 03
1.1.3 80C51系列单片机内部资源删减 （1）并行总线的删减
Interrupt INT1 INT0
Parallel Interface
P3 P0
Serial Interface
Txd Rxd
Microcontroller 第1章 单片机结构 01
1.1.2 80C51系列单片机内部资源扩展
EA# RST ALE PSEN#
总线控制逻辑 指令系统 CPU 时钟系统 速度扩展
（3）基本功能单元扩展 ➢ 中断源有的达到15个。 ➢ 定时计数器不仅数量增加，而且在功能上增强，例如扩展的CCU (Capture/Compare Unit）和 PCA (Program Counter Array),可以实 现高速的输入输出，并将捕获、定时、高速输出、PWM 和 WDT 以可 编程的方式结合在一起。
时专 钟用
单 复片 位机
专用 外设
I/O口
（1）专用型应用模式
时 钟
通 用
单
片
复机
位 非总线
应用
DB
AB CB
I/O口
串行 扩展
（3）通用非总线型应用模式
时 钟
通 用
单
片
复机
位 总线 应用
并行 扩展
串行 扩展
I/O口
（2）通用总线型应用模式
时 钟
非 总
线
单
复片
位机
I/O口
串行 扩展
（4）非总线型应用模式
Microcontroller 第1章单片机结构 05
1.2 存储器
1.2.1 存储器的结构 存储器的结构分冯·诺尔曼（von·Neumann) 和 哈佛（Harvard）
两种结构。冯.诺尔曼结构将程序存储器和数据存储器合二为一，例如 PC机中的内存，就是典型的冯·诺尔曼结构。将两者分开的结构就称之 为哈佛结构，由于单片机属于嵌入式的控制器，它的程序不需要改变， 小容量的数据存储器又能与 CPU 集成，可以加快存取的速度，所以单 片机都采用哈佛结构。这样的结构使这些存储器与ACC紧耦合，不仅 速度快，还可以完成类似累加器的操作，所以在单片机中得到广泛应 用。
External
4
ROM
External
5
RAM
Microcontroller 第1章单片机结构 07
8051
Internal
1 ROM
Internal
2 RAM 3 SFRs
External
4 RAM
External
5 ROM
EA#=0 FFFFH
EA#=1
外部ROM 64k
扩展ROM 60k
1000H
51系列单片机程序存储器和数据存储器独立编址，采用16根地址 线，它们最大的容量分别可达64K，与Intel 8086的存储器与I/O接口独 立编址一样，靠不同的访问指令来予以区分。
由于程序存储器最大有64K，片外数据存储器最大也有64K，再加 上51片内有128字节的RAM 和 128 字节的SFR，所以51系列存储器最 大的容量达到(128+1/4)K。52系列则是（128+3/8)K。
第1章 MCS-51单片机结构
1.1 单片机的内部结构及资源
1.1.1 单片机的内部编程结构
T0 T1
Oscillator
4K Program Memory
128 Byte RAM
SFR
Timer1 Timer2
80C51 CPU
此图是内部编程结 构图，掌握了内部结 构和引脚功能，才有 可能设计硬件电路和 着手编程。
程序存储器只能用 MOVC 来读取。
FFFFH
外部
2
ROM
1000H
在保持内核不变的基础上，很多厂家对51系列单片机根据用户的需 求进行了扩展，主要在以下几方面：
Microcontroller 第1章单片机结构 02
（1）速度速度，采取RISC和指令流水线技术，缩短机器周期。
（2）CPU外围扩展 ➢ 程序存储器，从原来的ROM Less、MaskROM、EPROM 向 OPTROM，EEPROM 和 FLASH ROM，转变，容量也大增。 ➢ 数据存储器扩展，仍采用SRAM，但容量已达到1KB。 ➢ I/O端口的扩展，由原来的4个扩展到6个或7个。
Microcontroller 第1章单片机结构 06
1.2.2 单片机存储器的分类 如图所示分5类：在单片机的片内的有 1.内部数据存储器（RAM）、 2.
内部程序存储器（ROM) 3.特殊功能寄存器（SFR），在单片机外的有片4. 外程序存储器（ROM） 5.片外的数据存储器（RAM）。
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