单片机单片机的硬件结构课件

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1、第2章AT89C51单片机单片机的硬件结构2.1AT89C51单片机的硬件组成片内硬件结构如图2-1所示:片内功能部件如下：（1）微处理器（CPU）；（2）数据存储器（RAM）；（3）程序存储器（4KBFlashROM）；（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）1个全双工串行口；（6）2个16位定时器/计数器；（7）中断系统；（8）特殊功能寄存器（SFR）。图2-1AT89C51单片机片内结构上述各功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1），其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统微型计算机结构模式。CP

2、U对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SpecialFunctionRegister，SFR）的集中控制方式。对图2-1所示的片内各部件做一简单介绍：1.CPU（微处理器）包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的位处理功能。2.数据存储器（RAM）片内为128个字节（52子系列的为256个字节）用于存放可读写的数据。如运算的中间结果和最终结果等。3.程序存储器（ROM/EPROM）存放程序及原始数据和表格。8031:无此部件；8051:4K字节ROM；8751:4K字节EPROM；89C51/89C52/89C55:4K/8K

3、/20K字节闪存。4.中断系统（具有2个优先级和5个中断源结构）增强型为6个。5.定时器/计数器6.串行口1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。7.4个并行8位I/O口P1口、P2口、P3口、P0口8.特殊功能寄存器（SFR）共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。实际上是片内各个功能部件的控制寄存器和状态寄存器。映射在片内RAM区80H～FFH的区间内。2.2AT89C51单片机的引脚介绍40只引脚双列直插封装（DIP）。2．时钟引脚（1）XTAL1（19脚）：接外部晶体，如果采用外接振荡器时，振荡器的输出应接到此引脚上。（2）XTA

4、L2（18脚）：接外部晶体的另一端或采用外接振荡器时悬空。2.2.2控制引脚提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。(1)RST/VPD(9脚)：复位与备用电源。(2)EA*/VPP(EnableAddress/VoltagePulseofProgRam-ing，31脚)EA*：为内外程序存储器选择控制端。EA*=1，访问片内程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（对于8051、8751）时，即超出片内程序存储器的4K字节地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。EA*=0，单片机则只访问外部程序存储器。VPP：本引脚的第二

5、功能。用于施加编程电压（例如+21V或+12V）。对AT89C51，加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。(3)ALE/PROG*（30脚）：第一功能:ALE为地址锁存允许，可驱动8个LS型TTL负载。第二功能:PROG*为编程脉冲输入端。此外，单片机在运行时，ALE端一直有正脉冲信号输出，此频率为时钟振荡器频率fosc的1/6。该正脉冲信号可以作时钟源或定时信号使用。注意:每当AT89C51单片机访问外部RAM时（即执行MOVX类指令时），要丢失1个ALE脉冲。因此，严格来说，ALE还不宜作为精确的时钟源或定时信号。PROG*为该引脚的

6、第二功能，在对片内Flash存储器编程时，此引脚作为编程脉冲输入端。(4)PSEN*（29脚）：外部程序存储器的读选通信号。在单片机读外部程序存储器时，此引脚输出脉冲的负跳沿作为读外部程序存储器的选通信号。2.2.3并行I/O口引脚(1)P0口：当89C51扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P0口作为地址总线（低8位）及数据总线的分时复用端口。为双向I/O口。也可作为通用的I/O口使用，但需加上拉电阻，这时为准双向口。当作为普通的I/O输入时，应先向端口的输出锁存器写入1。P0口可驱动8个LS型TTL负载。(2)P1口：8位准双向I/O口，可

7、驱动4个LS型TTL负载。(3)P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。(4)P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。P3口还可提供第二功能，定义如表2-1所列，应熟记。综上所述，P0口作为地址总线（低8位）及数据总线使用时，为双向口。作为通用的I/O口使用时，为准双向口，这时需加上拉电阻。P1口、P2口、P3口均为准双向口。要特别注意准双向口与双向口的差别。准双向口仅有两个状态。双向口P0口的口线内无固定上拉电阻，由两个MOS管串接开漏输出，处于高阻的“悬浮”状态，故又

8、为双向三态I/O口。这是由于P0口作为数据总线使用时，必须要有高阻的“悬浮”状态。而准双向I/O口则无需高阻的“悬浮”状态。总结:准双向口与双向三态口的差别。（1）