第2章 MCS-51系列单片机硬件结构

第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.1MCS-51单片机的总体结构MCS-51系列单片机可分为两大系列：51子系列主要有8031（片内无ROM），8051（片内4KB的ROM），8751（4KB的EPROM）内部用户RAM都是128B三种机型。52子系列主要有8032（片内无ROM），8052（片内8KB的ROM），8752（8KB的EPROM）内部用户RAM都是256B三种机型。第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.1MCS-51单片机的总体结构外部事件计数外部中断控制串行通信并行口内部中断外时钟源振荡器和时序OSC程序存储器4KBROM数据存储256BRAM2×16定时/计数器8051CPU64KB总线扩展控制可编程I/O接口可编程全双工串行接口一、主要组成第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.1MCS-51单片机的总体结构二、外部引脚说明1、电源引脚2、时钟引脚3、输入/输出引脚4、控制引脚（1）RST/VPD（2）ALE/PROG（3）PSEN（4）EA/VPP第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.2MCS-51单片机的微处理器一、运算器1、算术逻辑单元ALU2、累加器A和寄存器B3、程序状态字PSW4、布尔处理P－OVRS0RS1F0ACCD0D1D2D3D4D5D6D7第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.2MCS-51单片机的微处理器二、控制器1、程序计数器PC2、堆栈指针SP3、数据指针DPTR（DPH和DPL）4、指令寄存器、指令译码器和CPU定时控制第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.3MCS-51单片机的存储器MCS-51系列单片机存储器从物理结构上可分为片内、片外程序存储器与片内、片外数据存储器；从寻址空间可划分为：程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。一、程序存储器1、编址与访问MCS-51单片机从物理配置上可有片内和片外程序存储器，但作为统一编址空间，编址规律为：先片内，后片外，片内和片外地址连续，二者不能重叠。如图所示。第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.3MCS-51单片机的存储器2、程序的6特殊入口地址复位和5个中断源的程序入口地址在MCS-51系列单片机是固定的，用户不能修改，这些入口地址如表所示。第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.3MCS-51单片机的存储器地址名称入口地址复位0000H外部中断00003H定时/计数器0中断000BH外部中断10013H定时/计数器1001BH串行口中断0023H二、数据存储器第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.3MCS-51单片机的存储器1、编址与访问MCS-51单片机片内和片外数据存储器是两个独立的地址空间，应分别单独编址。片内数据存储器除用户RAM外，还有特殊功能寄存器。对于51子系列，前者有128字节，其编址00H～7FH；后者有128B，其编址80H～FFH。对52子系列，前者有256字节，其编址00H～FFH，后者有128B，其编址80H～FFH；后者与前者高128字节的编址是重叠的，但访问它们使用的不同寻址方式来区分。51子系列如图所示。第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.3MCS-51单片机的存储器片外数据存储器：片外数据存储器是16位编址，最大存储器容量是64KB。片外数据和程序存储器地址重叠，但不会引起混乱，因为访问程序存储器是用PSEN信号控制，而访问片外数据存储器是由RD和WD信号控制。第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.3MCS-51单片机的存储器第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.3MCS-51单片机的存储器2、片内数据存储器MCS-51单片机片内共有128字节，字节范围为00H～7FH。片内数据存储器共分为工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区共3个区域。（1）工作寄存器区（00H～1FH）（2）位寻址区（20H～2FH）（3）数据缓冲区（30H～7FH）（4）堆栈和堆栈指针3、特殊功能寄存器块（21个）第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.4MCS-51单片机的辅助电路及时序一、时钟电路1、内部时钟方式2、外部时钟方式（1）HMOS（XTAL2输入信号）（2）CHMOS（XTAL1输入信号）二、复位及复位电路第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.4MCS-51单片机的辅助电路及时序1、复位状态PC的值为0000H和SP的值为07H。2、复位电路RST8051RC+5V+RST8051RR1C+5V+三、CPU的时序第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.4MCS-51单片机的辅助电路及时序MCS-51单片机的时序由以下4种周期：1、振荡周期（振荡源周期）2、状态周期（2个振荡周期）3、机器周期（12个振荡周期）4、指令周期（1、2和4个机器周期）本章总结1、内部结构（了解）2、外部引脚（理解）3、存储器结构（掌握）4、复位电路及时序（掌握）5、单处机的微处理器（掌握）