第2章单片机的结构原理与 简单应用 oror tor rorbrooroo UNIVERSITY PRESS (课时:10学时) 清华大学出版社画
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 第2章 单片机的结构原理与 简单应用 （课时：10学时）
IIISINGHUA UNIVER 教学目的 了解单片机的内部结构与主要型号。 ■掌握单片机引脚信号功能定义。 ■掌握单片机的存储器空间分配及各1/0口的特点。 ■掌握单片机的复位电路、时钟电路及指令时序。 ■利用单片机的1/0口实现循环灯的控制 学习重点和难点 ■单片机的结构特点。 ■存储器配置与空间的分布。 ■程序状态寄存器(PSW) ■单片机的指令时序。 清华大学出版社⑨
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 教学目的 ◼ 了解单片机的内部结构与主要型号。 ◼ 掌握单片机引脚信号功能定义。 ◼ 掌握单片机的存储器空间分配及各I/O口的特点。 ◼ 掌握单片机的复位电路、时钟电路及指令时序。 ◼ 利用单片机的I/O口实现循环灯的控制。 学习重点和难点 ◼ 单片机的结构特点。 ◼ 存储器配置与空间的分布。 ◼ 程序状态寄存器(PSW)。 ◼ 单片机的指令时序
第2章单片机的结构原理与 简单应用 2.1单片机的结构与原理 ■2.2单片机的存储器 ■2.3单片机的输入/输出端口 2.4时钟电路 2.5复位电路 2.6常用单片机功能简介 ■本章小结 ■习题 清华大学出版社⑨
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 第2章 单片机的结构原理与 简单应用 ◼ 2.1 单片机的结构与原理 ◼ 2.2 单片机的存储器 ◼ 2.3 单片机的输入/输出端口 ◼ 2.4 时钟电路 ◼ 2.5 复位电路 ◼ 2.6 常用单片机功能简介 ◼ 本章小结 ◼ 习题
SINGHUA 2.1单片机的结构与原理 11010 2.1.18051单片机的基本组成 2.1.28051单片机的内部结构 2.1.38051单片机的引脚及功能 ■2.1.4单片机的工作原理 清华大学出版社⑨
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 2.1 单片机的结构与原理 ◼ 2.1.1 8051单片机的基本组成 ◼ 2.1.2 8051单片机的内部结构 ◼ 2.1.3 8051单片机的引脚及功能 ◼ 2.1.4 单片机的工作原理
2.118051单片机的基本组成 11010 MCS-51是美国lnte|公司的8位高档单片机系列,也是我国目 前应用最为广泛的一种单片机系列。805180051是整个MCS 51系列单片机的核心,该系列其他型号的单片机都是在这 内核的基础上发展起来的。 MCS-51单片机系列分为51和52子系列,并以芯片型号的末位 数字加以标识。其中,51子系列是基本型,而52子系列是增 强型。 单片机型号带有字母“c的,表示该单片机采用的是 CHMOS ,具有低功耗的特 8051的功耗为630m,而80c51的功耗只有120mW 清华大学出版社⑨
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 2.1.1 8051单片机的基本组成 ◼ MCS-51是美国Intel公司的8位高档单片机系列，也是我国目 前应用最为广泛的一种单片机系列。8051/80C51是整个MCS- 51系列单片机的核心，该系列其他型号的单片机都是在这一 内核的基础上发展起来的。 ◼ MCS-51单片机系列分为51和52子系列，并以芯片型号的末位 数字加以标识。其中，51子系列是基本型，而52子系列是增 强型。 ◼ 单片机型号带有字母“C”的，表示该单片机采用的是CHMOS 工艺，具有低功耗的特点。 8051的功耗为630mW，而80C51的功耗只有120mW
TSINGHUA UMCS51系列单片机技术参数表 片内ROM形式 IO特性 子系列 片内片内寻址 断 无|ROM|FM/ ROMRAM|范围定时器并行口串行口源 8031805187514KB128B2×64KB2×164×8 51子 系列 80C3180C5187C514KB128B2×64KB2×164×8 8032805287528KB256B2×64KB3×164×8 52子 系列 80C3280C5287C528KB256B2×64KB3×164×8 清华大学, 出版社
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ MCS-51系列单片机技术参数表 子系列 片内ROM形式 片内 ROM 片内 RAM 寻址 范围 I/O特性 中 断 无 ROM EPROM 定时器 并行口 串行口 源 51 子 系列 8031 8051 8751 4KB 128B 2×64KB 2×16 4×8 1 5 80C31 80C51 87C51 4KB 128B 2×64KB 2×16 4×8 1 5 52 子 系列 8032 8052 8752 8KB 256B 2×64KB 3×16 4×8 1 6 80C32 80C52 87C52 8KB 256B 2×64KB 3×16 4×8 1 6
211v8051单片机的基本组成 11010 8051单片机的结构框图如下图所示,可以看出,在一块芯片 上集成了一个微型计算机的主要部件,它包括以下几部分: 1个8位微处理器(CPU)。 1个时钟电路。 4KB程序存储器。 256B数据存储器。 2个16位定时/计数器。 64KB扩展总线控制电路 4个8位并行1/0接口P0~P3。 1个全双工串行1/0接口 5个中断源,其中包括2个优先级嵌套中断。 清华大学, 出版社
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 2.1.1 8051单片机的基本组成 ◼ 8051单片机的结构框图如下图所示，可以看出，在一块芯片 上集成了一个微型计算机的主要部件，它包括以下几部分： ⚫ 1个8位微处理器(CPU)。 ⚫ 1个时钟电路。 ⚫ 4KB程序存储器。 ⚫ 256B数据存储器。 ⚫ 2个16位定时/计数器。 ⚫ 64KB扩展总线控制电路。 ⚫ 4个8位并行I/O接口P0～P3。 ⚫ 1个全双工串行I/O接口。 ⚫ 5个中断源，其中包括2个优先级嵌套中断
SINGH8051单片机结构框图 外部时钟 外部事件计数 振荡器和 程序存储器 数据存储器定时/计数器 时序OSC 4KB ROM 256B RAM 2个16位 8051 CPU 内部总线 64KB总线 并行IO 串行IO 内中断扩展控制器接口4个接口1个 丁灯只 外中断 控制 P0PlP2P3串行输入串行输出
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 8051单片机结构框图 振荡器和 时序 OSC 程序存储器 4KB ROM 数据存储器 256B RAM 定时/计数器 2 个 16 位 8051 CPU 64KB 总线 扩展控制器 并行 I/O 接口 4 个 串行 I/O 接口 1 个 内 部 总 线 内中断 外中断 控制 P 0 P 1 P 2 P 3 串行输入 串行输出 外部时钟 源 外部事件计数
2.128051单片机的内部结构 1010 CPU即中央处理器,是单片机的核心部件,是计算机的 控制指挥中心。同微型计算机CPU类似,8051内部PU由运算 器和控制器两部分组成。 运算器电路以算术逻辑单元(ALU, Ar i thetic Logic Unit) 为核心,由暂存器1、暂存器2、累加器(ACC, Accumulator)、 寄存器B、程序状态寄存器(PSW, Program Status Word及 布尔处理机共同组成。它的主要任务是完成算术运算、逻辑 运算、位运算和数据传送等操作,运算结果的状态由程序状 态寄存器(PSw)保存。 控制器电路包括程序计数器(PC)、PC增1寄存器、指令寄存 器(IR)、指令译码器(ID)、数据指针(DPTR)、堆栈指针(SP)、 缓冲器及定时控制电路等。控制器电路完成指挥控制工作, 协调单片机各部分正常工作
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 2.1.2 8051单片机的内部结构 CPU即中央处理器，是单片机的核心部件，是计算机的 控制指挥中心。同微型计算机CPU类似，8051内部CPU由运算 器和控制器两部分组成。 ◼ 运算器电路以算术逻辑单元(ALU，Arithmetic Logic Unit) 为核心，由暂存器1、暂存器2、累加器(ACC，Accumulator)、 寄存器B、程序状态寄存器(PSW，Program Status Word)及 布尔处理机共同组成。它的主要任务是完成算术运算、逻辑 运算、位运算和数据传送等操作，运算结果的状态由程序状 态寄存器(PSW)保存。 ◼ 控制器电路包括程序计数器(PC)、PC增1寄存器、指令寄存 器(IR)、指令译码器(ID)、数据指针(DPTR)、堆栈指针(SP)、 缓冲器及定时控制电路等。控制器电路完成指挥控制工作， 协调单片机各部分正常工作
P0.0~P0.7P2.0~P2.7 -1 P驱动器[P2驱动器 8051 RAM 地址寄存器AM18B P锁存器[P2锁存器4BROM 单片机内部结构 程序地址 寄存器 B寄存器暂存器1暂存器 →缓冲器k XIU PC增 PSW 断、串行口及定时器 ALE 时令令 图 控译|寄 DPTRK EA 制码|存 器器 P1锁存器 P3锁存器 PI驱动器 3驱动器 OSC XTALI HO P10~P1.7 P3.0~P3.7
http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 8051 单 片 机 内 部 结 构 图 RAM 地址寄存器 寄存器 RAM 128B RAM 程序地址 寄存器 P0 驱动器 P2 锁存器 P2 驱动器 P1 锁存器 B 寄存器 暂存器 2 4KB ROM 暂存器 1 ACC SP P0 锁存器 PC PC 增 1 缓冲器 P3 锁存器 OSC PSW 中断、串行口及定时器 ALU DPTR P1 驱动器 P3 驱动器 XTAL1 XTAL2 P0.0～P0.7 P2.0～P2.7 P1.0～P1.7 P3.0～P3.7 RST ALE VCC VSS 定 时 控 制 指 令 译 码 器 指 令 寄 存 器 PSEN EA