80C51单片机.ppt

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1、第第2 2章章 80C5180C51单片机内部结构和工作原理单片机内部结构和工作原理 v 80C5180C51系列单片机内部结构系列单片机内部结构v 外部引脚功能外部引脚功能v 存储空间配置和功能存储空间配置和功能 v 片内片内RAMRAM结构和功能结构和功能v 特殊功能寄存器的用途和功能特殊功能寄存器的用途和功能v 程序计数器程序计数器PCPC的作用和基本工作方式的作用和基本工作方式v I/OI/O端口结构、工作原理及功能端口结构、工作原理及功能v 时钟和时序时钟和时序v 复位电路、复位条件和复位后状态复位电路、复位条件和复位后状态v 低功耗工作方式的作用和进入退出的方法低功耗工作方式的作用

2、和进入退出的方法本章要点本章要点 2-1 2-1 内部结构和引脚功能内部结构和引脚功能2.1.1 内部结构内部结构 8 8 位的位的 CPUCPU， 片内有振荡器和时钟电路片内有振荡器和时钟电路, ,工作频率为工作频率为 1 11212MHzMHz（AtmelAtmel 89Cxx 89Cxx为为0 02424MHzMHz）片内有片内有 128/256128/256字节字节 RAMRAM片内有片内有 0K/4K/8K0K/4K/8K字节字节 程序存储器程序存储器ROMROM可寻址片外可寻址片外 64K64K字节字节 数据存储器数据存储器RAMRAM可寻址片外可寻址片外 64K64K字节字节 程

3、序存储器程序存储器ROMROM片内片内 21/2621/26个个 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFRSFR）4 4个个8 8位位 的并行的并行I/OI/O口（口（PIOPIO）1 1个个 全双工串行口（全双工串行口（SIO/UARTSIO/UART）2/32/3个个1616位位 定时器定时器/ /计数器（计数器（TIMER/COUNTERTIMER/COUNTER）可处理可处理 5/65/6个中断源，两级中断优先级个中断源，两级中断优先级内置内置1 1个布尔处理器和个布尔处理器和1 1个布尔累加器（个布尔累加器（CyCy）MCS-51MCS-51指令集含指令集含 111111条指令条指令M

4、CS-51单片机基本特性MCS-MCS-5151系列单片机配置一览表系列单片机配置一览表系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16注意：今后将会经常提到注意：今后将会经常提到ATMELATMEL的的AT89C2051/51/52AT89C2051/51/52等等MCU

5、MCU！ATEMLATEML89C89C系列系列( (常用型常用型) )1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)（2020条引脚条引脚DIPDIP封装）封装）1281282 215151 15 589C51(4K)/ 89C52(8K)89C51(4K)/ 89C52(8K)（4040条引脚条引脚DIPDIP封装）封装）128/128/2562562/32/332321 15/65/6单片机的引脚定义单片机的引脚定义从一片集成电路的角度去认识单片机2.1.2 引脚功能引脚功能 4040个引脚个引脚双排直插双排直插DIPDI

6、P封装封装, ,大致可分为大致可分为4 4类：类：电源、时钟、电源、时钟、控制和控制和I/OI/O引脚。引脚。单片机的引脚（晶振端）单片机的引脚（晶振端） 电源电源: : V VCCCC - - 芯片电源，接芯片电源，接+5+5V/3.3V/2.7VV/3.3V/2.7V； V VSSSS - - 接地端；接地端； 时钟时钟: :XTAL1XTAL1、XTAL2 - XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和晶体振荡电路反相输入端和输出端。输出端。 15154545pfpfx2x21 112MHz12MHz（MCS-51MCS-51） 0 024MHz24MHz（Atmel-89CAtmel-8

7、9C）XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2也可以由也可以由 XTAL1XTAL1端接端接入外部时钟，此时应入外部时钟，此时应将将 XTAL2XTAL2接地：接地：XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1外部时钟外部时钟通常通常外接一个外接一个晶振两个电容晶振两个电容 控制线控制线: :控制线共有控制线共有4 4根，根， ALEALE/ /PROGPROG: :地址锁存允许地址锁存允许/ /片内片内EPROMEPROM编程脉冲编程脉冲 ALEALE功能：用来锁存功能：用来锁存P0P0口送出的低口送出的低8 8位地址位地址 PROG PROG功能：片内有功能：片内有EPROMEPROM的芯片，

8、在的芯片，在EPROMEPROM编程编程期间，此引脚输入编程脉冲。期间，此引脚输入编程脉冲。 PSEN:PSEN:外外ROMROM读选通信号。读选通信号。 RSTRST/ /V VPDPD: :复位复位/ /备用电源。备用电源。 RST RST（ResetReset）功能：复位信号输入端。）功能：复位信号输入端。 V VPDPD功能：在功能：在VccVcc掉电情况下，接备用电源。掉电情况下，接备用电源。单片机单片机锁存器锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROM单片机的引脚（单片机的引脚（PSENP

9、SEN端）端） PSENPSEN：寻址外部程序存储器时选通外部寻址外部程序存储器时选通外部EPROMEPROM的的 读控制端（读控制端（OEOE）低有效。低有效。EPROM EAEA/ /VppVpp: :内外内外ROMROM选择选择/ /片内片内EPROMEPROM编程电源。编程电源。 EA EA功能：内外功能：内外ROMROM选择端。选择端。 80C5180C51单片机单片机ROMROM寻址范围为寻址范围为64KB64KB，其中，其中4KB4KB在片在片内，内，60KB60KB在片外在片外(80C31(80C31芯片无内芯片无内ROMROM，全部在片外，全部在片外) )。 当当EAEA保持

10、高电平时保持高电平时，先访问内，先访问内ROMROM，但当，但当PC(PC(程序程序计数器计数器) )值超过值超过4KB(0FFFH)4KB(0FFFH)时，将自动转向执行外时，将自动转向执行外ROMROM中的程序。中的程序。 当当EAEA保持低电平时保持低电平时，则只访问外，则只访问外ROMROM，不管芯片，不管芯片内有否内内有否内ROMROM。对。对80C3180C31芯片，芯片，片内无片内无ROMROM，因此，因此EAEA必须必须接地。接地。 VppVpp功能：功能：片内有片内有EPROMEPROM的芯片，在的芯片，在EPROMEPROM编程编程期间，施加编程电源期间，施加编程电源Vpp

11、Vpp。 I/OI/O线线 80C5180C51共有共有4 4个个8 8位位并行并行I/OI/O端口端口：P0P0、P1P1、P2P2、P3P3口，共口，共3232个引脚。个引脚。P3P3口还具有第二功能，用于特口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。P3.0 P3.0 RXDRXD：串行口输入端；：串行口输入端；P3.1 P3.1 TXDTXD：串行口输出端；：串行口输出端； P3.2 P3.2 INT0INT0：外部中断：外部中断0 0请求输入端；请求输入端； P3.3 P3.3 INT1INT1：外部中断：外部中断1 1请求

12、输入端；请求输入端； P3.4 P3.4 T0T0：定时：定时/ /计数器计数器0 0外部信号输入端；外部信号输入端； P3.5 P3.5 T1T1：定时：定时/ /计数器计数器1 1外部信号输入端；外部信号输入端； P3.6 P3.6 WRWR：外：外RAMRAM写选通信号输出端；写选通信号输出端； P3.7 P3.7 RDRD：外：外RAMRAM读选通信号输出端。读选通信号输出端。2-2 2-2 存储空间配置和功能存储空间配置和功能 80C51的存储器配置方式与其他常用的微机系统的存储器配置方式与其他常用的微机系统不同，属不同，属哈佛结构哈佛结构(注意注意:什么是哈佛结构什么是哈佛结构?)

13、，它把程，它把程序存储器和数据存储器分开，各有自己的寻址系统、序存储器和数据存储器分开，各有自己的寻址系统、控制信号和功能。程序存储器用于存放程序和表格控制信号和功能。程序存储器用于存放程序和表格常常数；数据存储器用于存放程序运行数据和结果。数；数据存储器用于存放程序运行数据和结果。 80C51 80C51的存储器组织结构可以分为三的存储器组织结构可以分为三个不同的存储空间，分别是：个不同的存储空间，分别是： 6464KBKB程序存储器程序存储器( (ROMROM),),包括片内包括片内ROMROM和片外和片外ROMROM； 256256B B内部数据存储器内部数据存储器( (内内RAMRAM

14、) ) (包括特殊功能寄存器包括特殊功能寄存器） 。 6464KBKB外部数据存储器外部数据存储器（外外RAMRAM）；）；80C5180C51存储空间配置图存储空间配置图 2.2.1 2.2.1 程序存储器程序存储器（ROMROM） 地址范围地址范围：00000000H HFFFFHFFFFH，共，共6464KBKB。其中。其中: : 低段低段4 4KBKB：0000H0000H0FFFH0FFFH 80C51 80C51和和87C5187C51在片内，在片内，80C3180C31在片外。在片外。 高段高段6060KBKB：1000H1000HFFFFHFFFFH。在片外。在片外。 读写读写

15、ROMROM用用MOVCMOVC指令，控制信号是指令，控制信号是PSENPSEN和和EAEA。 读读ROMROM是以程序计数器是以程序计数器PCPC作为作为1616位地址指针，依次读相应位地址指针，依次读相应地址地址ROMROM中的指令和数据，每读一个字节，中的指令和数据，每读一个字节，PC+1PCPC+1PC，这是，这是CPUCPU自动形成的。自动形成的。 但是有些指令有修改但是有些指令有修改PCPC的功能，例如转移类指令和的功能，例如转移类指令和MOVCMOVC指令，指令，CPUCPU将按修改后将按修改后PCPC的的1616位地址读位地址读ROMROM。l读读外外ROMROM的过程：的过程

16、： CPUCPU从从PCPC( (程序计数器程序计数器) )中取出当前中取出当前ROMROM的的1616位位地址，分别由地址，分别由P0P0口（低口（低8 8位）位）和和P2P2口（高口（高8 8位）位）同同时输出，时输出，ALEALE信号有效时由地址锁存器锁存低信号有效时由地址锁存器锁存低8 8位位地址信号，地址锁存器输出的低地址信号，地址锁存器输出的低8 8位地址信号和位地址信号和P2P2口输出的高口输出的高8 8位地址信号同时加到外位地址信号同时加到外ROM 16ROM 16位地址位地址输入端，输入端，当当PSENPSEN信号有效时信号有效时，外，外ROMROM将相应地址存将相应地址存储单元中的数据送至数据总线（储单元中的数据送至数据总线（P0P0口），口），CPUCPU读入读入后存入指定单元。后存入指定单元。 需要指出的是需要指出的是: 64KB中有一小段范围是中有一小段范围是80C51系统专用单元，系统专用单元，0003H0023H是是5个中断源中断服个中断源中断服务程序入口地址务程序入口地址(详见第详见第5章章)，用户不能安排其他内，用户不能安排其他内容。容。 80C51复