第二章 80C51单片机的硬件结构

第二章80C51单片机的硬件结构第二章80C51单片机的硬件结构主要内容：本章主要从应用的角度出发，简要介绍80C51单片机的硬件逻辑结构，了解与系统扩展和程序设计相关的内容，其中包括80C51单片机的逻辑结构及信号引脚，重点介绍内部存储器和并行输入输出电路，最后说明80C51的工作方式。第二章80C51单片机的硬件结构章节内容安排§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.2单片机的内部存储器§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.4单片机的工作方式§2.5本章知识回顾§2.2单片机的内部存储器§2.3单片机的并行输入/输出口电路第二章80C51单片机的硬件结构章节内容安排§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.2单片机的内部存储器§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.4单片机的工作方式§2.5本章知识回顾第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚学习一个未知的芯片，首先如何做？1上网搜索相关资料及Datasheet://第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.1.1单片机的内部逻辑结构RAM128×8ROMNk×8第二章80C51单片机的硬件结构AT91RM9200SD卡插槽CF卡插槽网口USBRSTEspon13806显示芯片32M内存16MflashFPGA显示接口第二章80C51单片机的硬件结构DSP6713CPLD光同步口FPGA32M内存芯片第二章80C51单片机的硬件结构第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.1.2单片机的封装与信号引脚什么是封装？封装，就是指如何把芯片中的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装的分类？封装主要分为直插和贴片封装两种。一80C51单片机的封装80C51有40引脚的双列直插式DIP和44引脚方形扁平式QFP两种封装形式。第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.1.2单片机的封装与信号引脚二80C51单片机的信号引脚Vcc,GNDXTAL1,XTAL2RSTEA/VppALE/PROGPSEN电源和地晶振接入端复位信号访问程序存储器控制信号地址锁存信号外部程序存储器读选通第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.1.2单片机的封装与信号引脚二80C51单片机的信号引脚P0.0—P0.7P1.0—P1.7P2.0—P2.7P3.0—P3.78位双向口8位准双向口8位准双向口8位准双向口第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.1.2单片机的封装与信号引脚三芯片引脚的第二功能EA/VppALE/PROGP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1编程电压编程脉冲串行接收串行发送外部中断0外部中断1第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.1.2单片机的封装与信号引脚三芯片引脚的第二功能P3.4/T0P3.5/T1定时、计数0定时、计数1外部RAM写外部RAM读P3.6/WRP3.7/RD第二章80C51单片机的硬件结构§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.1.3小结1、80C51单片机的内部逻辑结构2、80C51单片机的封装及管脚介绍第二章80C51单片机的硬件结构章节内容安排§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.2单片机的内部存储器§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.4单片机的工作方式§2.5本章知识回顾第二章80C51单片机的硬件结构§2.2单片机的内部存储器学习一个未知的芯片，第二步如何做？2掌握如何通过寄存器控制芯片第二章80C51单片机的硬件结构§2.2单片机的内部存储器内部存储器80C51内部存储器256数据存储器4K*8程序存储器高128单元区低128单元区第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.1内部数据存储器低128单元区§2.2单片机的内部存储器1寄存器区2位寻址区3用户RAM区第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.2内部数据存储器高128单元区§2.2单片机的内部存储器一、专用寄存器简介（4）数据指针DPTR（DPH和DPL）（1）累加器A（或ACC----Accumulator）（2）B寄存器（Bregister）（3）程序状态字（PSW----ProgramStatusWord）第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.2内部数据存储器高128单元区§2.2单片机的内部存储器一、专用寄存器简介（3）程序状态字（PSW----ProgramStatusWord）PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.0PSW.1CYACF0RS1RS0OVP/位标志位序第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.2内部数据存储器高128单元区§2.2单片机的内部存储器二、专用寄存器的单元寻址特点：编程时只能用直接寻址方式三、专用寄存器的位寻址特点：只有11个寄存器是可以位寻址四、程序计数器PC（ProgramCounter）特点：PC为16位寄存器，指向下一条指令地址。第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.3堆栈操作§2.2单片机的内部存储器一、堆栈堆栈是一种数据项按序排列的数据结构，只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。特点：由于堆栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照后进先出（LIFO-LastInFirstOut）的原理运作。第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.3堆栈操作§2.2单片机的内部存储器二、堆栈的功用三、堆栈的开辟1保护断点（自动方式）2保护现场（指令方式）断点和现场堆栈内部数据存储器第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.3堆栈操作§2.2单片机的内部存储器四、堆栈指针五、堆栈操作1堆栈指针SP表示栈顶的地址2初始化在30H之后1入栈（push）：将数据放入堆栈的顶端，堆栈顶端指针加一。2出栈（pop）：将顶端数据资料输出，堆栈顶端指针减一。第二章80C51单片机的硬件结构六、堆栈类型§2.2.3堆栈操作§2.2单片机的内部存储器第二章80C51单片机的硬件结构§2.2.4内部程序存储器§2.2单片机的内部存储器内部ROMEA=1外部ROMEA=0外部ROM0000H0FFFH1000HFFFFH一、特点1有4K×8的内部ROM2可扩展至64K×8的ROM第二章80C51单片机的硬件结构二、中断向量表1特殊保留单元0000H～002AH。20000H～0002H为启动单元。30003H～002AH被分为5段，每段8个单元，作为5个中断源地址区。§2.2.4内部程序存储器§2.2单片机的内部存储器外部中断0外部中断1定时/计数器0定时/计数器0串行中断中断向量表第二章80C51单片机的硬件结构1、片内RAM128字节（00H—7FH）；2、片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H—1FH)3、片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。位地址编号为：00H—7FH，分布在20H—2FH单元§2.3小结§2.2单片机的内部存储器第二章80C51单片机的硬件结构4、片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被8整除的SFR中的各位也可按位寻址（P.33-34）5、可寻址片外RAM64K字节（0000H—FFFFH）6、可寻址片外ROM64K字节（0000H—FFFFH）§2.3小结§2.2单片机的内部存储器第二章80C51单片机的硬件结构章节内容安排§2.1单片机的逻辑结构及引脚§2.2单片机的内部存储器§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.4单片机的工作方式§2.5本章知识回顾第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P0口逻辑结构图P0口位结构电路逻辑寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P0口逻辑结构图P0口位结构电路逻辑控制=1，作地址/数据复用口=1导通11截止（1）输出地址/数据=0时=00第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P0口逻辑结构图P0口位结构电路逻辑控制=1，作地址/数据复用口=1导通01截止（2）输出地址/数据=1时=11第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P0口逻辑结构图P0口位结构电路逻辑控制=1，作地址/数据复用口=1（3）输入时，输入指令将引脚和内部总线直通第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P0口逻辑结构图P0口位结构电路逻辑控制=0，作输入脚（先对其写1）=00截止110截止第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P0口逻辑结构图P0口位结构电路逻辑控制=0，作输出脚？=00截止110截止浮空？第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P1口逻辑结构图P1口位结构电路逻辑准双向I/O口（内置了上拉电阻）输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其写“1”。第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P1口逻辑结构图P1口位结构电路逻辑输出1时110截止引脚=1第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P1口逻辑结构图P1口位结构电路逻辑输出0时001导通引脚=0第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P1口逻辑结构图P1口位结构电路逻辑输入时要先对其写1110截止第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P2口逻辑结构图P2口位结构电路逻辑双向I/O（内置了上拉电阻）寻址外部程序存储器时输出高8位地址；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P2口逻辑结构图P2口位结构电路逻辑控制=0时，此脚作通用输出口：输出=1时（请同学分析)=01第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P2口逻辑结构图P2口位结构电路逻辑控制=0时，此脚作通用输出口：输出=0时（请同学分析)=00第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P2口逻辑结构图P2口位结构电路逻辑控制=1时，此脚作高8位地址输出口：输出=0时（请同学分析)=10第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P3口逻辑结构图P3口位结构电路逻辑双功能口（内置了上拉电阻）它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P3口逻辑结构图P3口位结构电路逻辑WD,RD,TxD作第二功能输出时，内部D自动给1111第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.1P3口逻辑结构图P3口位结构电路逻辑此端自动给1作第二功能输入时，内部D自动给1，第二输出功能自动给11111截止RxD，T0，T1，INT0，INT1第二章80C51单片机的硬件结构§2.3单片机的并行输入/输出口电路§2.3.4小结1、P0.0—P0.7:8位数据口和输出低8位地址复用口(复用时是双向口；不复用时也是准双向口)2、P1.0—P1.7:通用I/O口（准双向口）3、P2.0—P2.7:输出高8位地址（用于寻址时是输出口；不寻址时是准双向口）4、P3.0—P3.7:具有特定的第二功能（准双向口）第二