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1、返回目录n n1 1第第2章章1 MCS-51 硬件结构和工作原理硬件结构和工作原理返回目录本 章 目 录2.1 MCS-51系列单片机分类系列单片机分类2.2 单片机硬件结构单片机硬件结构 2.2.1 单片机的内部结构单片机的内部结构 2.2.2 中央处理器（中央处理器（CPU）2.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能2.4 2.4 存储器存储器 2.4.1 2.4.1 程序存储器程序存储器 2.4.2 2.4.2 数据存储器数据存储器 n n*n n2 22.5 2.5 并行输入并行输入并行输入并行输入/输出端口输出端口输出端口输出端口2.6 2.6 时钟电路和时序时钟电路和时序时钟电路和
2、时序时钟电路和时序2.7 2.7 单片机的工作方式单片机的工作方式单片机的工作方式单片机的工作方式习题与思考题习题与思考题习题与思考题习题与思考题返回目录2.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能 MCS-51系系列列单单片片机机是是在在一一块块芯芯片片上上集集成成了了CPU、RAM、ROM、定定时时/计计数数器器和和多多功功能能I/O口口等等基基本本功功能能部部件件的的一一台台计计算算机机。单单片片机机必必须须配配备备部部分分外外围围元元件件才才能能使使用用，其其系系统统核核心心是是单单片片机机芯芯片片，芯芯片片引引脚脚按按功功能能分分为为3类类，即数据总线、地址总线和控制总线。即数据总线、地
3、址总线和控制总线。MCS-51系系列列单单片片机机的的外外形形采采用用40条条引引脚脚双双列列直直插插封封装装（DIP）或或LCC/QFP封封装装，每每条条引引脚脚有有规规定定的的序序号号和和名称。名称。DIP封装的引脚排列和逻辑符号如图封装的引脚排列和逻辑符号如图2-1所示所示。n n*n n3 3返回目录返回目录芯片引脚按功能分成芯片引脚按功能分成3类，即：类，即：n n*n n5 5-51-51单片机的引脚功能单片机的引脚功能单片机的引脚功能单片机的引脚功能数据总线数据总线数据总线数据总线地址总线地址总线地址总线地址总线控制总线控制总线控制总线控制总线2.3 单片机的引脚功能单片机的引脚
4、功能返回目录nP1nP2nP3nP0返回目录-P0端口 P0端口（端口（P0.0P0.7）第一功能：是一个第一功能：是一个8位位漏极漏极开路型的开路型的双向双向I/O口口，这时，这时P0口可看成用户数据总线；口可看成用户数据总线；第二功能：是在访问外部存第二功能：是在访问外部存储器时，分时储器时，分时提供低提供低8位地位地址和址和8位双向数据总线位双向数据总线，这，这时先用做地址总线再用做数时先用做地址总线再用做数据总线。据总线。n n*n n7 71.P01.P0、P1P1、P2P2、P3P3端口端口端口端口2.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能返回目录 P1口（口（P1.0P1.7）内部
5、带上拉电阻的内部带上拉电阻的8位位准双向准双向I/O口口。P2口（口（P2.0P2.7）第第一一功功能能：一一个个内内部部带带上上拉拉电电阻阻的的8位准双向位准双向I/O口。口。第第二二功功能能：在在访访问问外外部部存存储储器器时时，输输出高出高8位地址。位地址。P3口（口（P3.0P3.7）第第一一功功能能：内内部部带带上上拉拉电电阻阻的的8位位准准双双向向I/O口口。在在系系统统中中，这这8个个引引脚脚都都有各自的第二功能。有各自的第二功能。n n*n n8 82.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能-P1-P1、P2P2和和和和P3 P3 端口端口端口端口返回目录2.主电源引脚Vcc和V
6、ssVcc（+5V）电源输入端电源输入端Vss（GND）共用接地端共用接地端 n n*n n9 92.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能-51-51单片机电源引脚单片机电源引脚单片机电源引脚单片机电源引脚返回目录3.时钟振荡电路引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1和和XTAL2分分别别用用做做晶晶体体振振荡荡电电路路的的反反相相器器输输入入端端和和输输出出端端。在在使使用用内内部部振振荡荡电电路路时时，这这两两个个端端子子用用来来外外接接石石英英晶晶体体，振振荡荡频频率率为为晶晶体体振振荡荡频频率率，振振荡荡信信号号送送至至内内部部时时钟钟电电路路产产生生时钟脉冲信号。时钟脉冲信号。n n
7、*n n10102.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能-51-51单片机时钟引脚单片机时钟引脚单片机时钟引脚单片机时钟引脚返回目录4.控制信号引脚n n*n n1111RSTRST为复位信号输入端为复位信号输入端为复位信号输入端为复位信号输入端VPDVPD为为为为内内内内部部部部RAMRAM的的的的备备备备用电源输入端用电源输入端用电源输入端用电源输入端PSEN PSEN 外外外外部部部部程程程程序序序序存存存存储储储储器器器器的读选通信号的读选通信号的读选通信号的读选通信号ALEALE地地地地址址址址锁锁锁锁存存存存允允允允许许许许信信信信号号号号2.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能-
8、复位复位复位复位/外部存储器外部存储器外部存储器外部存储器/地址锁存引脚地址锁存引脚地址锁存引脚地址锁存引脚返回目录n 复位信号输入端RST当当RST（RESET）端端保保持持两两个个机机器器周周期期（24个个时时钟钟周周期期）以以上上的的高高电电平平时时，单单片片机机完完成成复复位位操操作作。VPD为为内内部部RAM的的备备用用电电源源输输入入端端。当当主主电电源源Vcc一一旦旦发发生生断断电电或或电电压压降降到到一一定定值值时时，可可通通过过VPD为为单单片片机机内内部部RAM提提供供电电源源，以以保保护护片片内内RAM中中的的信信息息不不丢丢失失，使使Vcc上电后能继续正常运行。上电后能
9、继续正常运行。n n*n n12122.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能-复位引脚复位引脚复位引脚复位引脚返回目录外外部部程程序序存存储储器器的的读读选选通通信信号号。当当访访问问外外部部ROM时时，产产生生负负脉脉冲冲作作为为外外部部ROM的选通信号。的选通信号。n n*n n13132.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能-ALE-ALE 与与与与PSENPSEN引脚引脚引脚引脚n n 地址锁存允许信号地址锁存允许信号地址锁存允许信号地址锁存允许信号ALEALE在访问外部存储器时，在访问外部存储器时，在访问外部存储器时，在访问外部存储器时，ALEALE用来锁存用来锁存用来锁存用来锁存P
10、0P0送出的低送出的低送出的低送出的低8 8位地位地位地位地址信号。址信号。址信号。址信号。PROGPROG是对是对是对是对87518751内内内内部部部部EPROMEPROM编程时的编程脉编程时的编程脉编程时的编程脉编程时的编程脉冲输入端。冲输入端。冲输入端。冲输入端。n n 读选通信号读选通信号读选通信号读选通信号PSENPSEN返回目录n 外部程序存储器控制信号EAEA=0：访问外部程序存储器访问外部程序存储器。EA=1：访问片内与片外程序存访问片内与片外程序存储器。储器。VPP为为8751 EPROM的的21V编程电源输入端。编程电源输入端。n n*n n14142.3 单片机的引脚功能单片机的引脚功能-内外程序存储器控制引脚内外程序存储器控制引脚内外程序存储器控制引脚内外程序存储器控制引脚