课堂教学单片机教程ppt1

《MCS-51单片机的结构与原理详解》 MCS-51单片机，作为Intel公司在1980年推出的一款高级8位单片机，因其丰富的功能和广泛的应用，成为了大学单片机教学的重要内容。在本教程中，我们将深入探讨其结构和工作原理。 2.1 MCS-51系列单片机的结构 MCS-51系列包括8051、8031、8751等多个型号，教程中以8051为例进行讲解。该系列单片机主要由八部分构成：CPU、RAM、ROM/EPROM、并行I/O接口、定时器/计数器、中断控制器、全双工串行I/O口以及振荡器和时钟电路。此外，还有可扩展的接口，如A/D转换器、D/A转换器、看门狗定时器、可编程计数阵列、USB2.0接口、CAN总线控制器、JTAG接口、闪存等。 2.1.1 MCS-51单片机的内部结构 CPU是单片机的核心，包含运算器和控制器两部分。运算器包括ALU（算术逻辑单元）、暂存器、ACC（累加器）、B寄存器、PSW（程序状态字）和布尔处理器。控制器则有PC（程序计数器）、IR（指令寄存器）和ID（指令译码器）等组件。 存储器分为ROM（只读存储器）和RAM（随机访问存储器），用于存储程序和数据。I/O接口包括四个并行接口和两个定时器/计数器，满足各种输入输出需求。 2.2 MCS-51单片机的引脚及其功能 MCS-51单片机有40个引脚，分为四类：电源引脚Vcc和Vss，时钟电路引脚XTAL1和XTAL2，控制信号引脚如RST/VPD（复位输入/备用电源输入）、ALE/PROG（地址锁存输出/编程脉冲输入）、/PSEN（程序存储器允许）和/EA/Vpp（外部程序存储器地址允许输入/编程电压输入）。引脚的功能设计使得单片机能够灵活地与外部设备交互。 2.3 8051存储器的配置 8051的存储器布局采用哈佛结构，分为片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。程序存储空间统一编址，从0000H到FFFFH，共64KB。数据存储空间同样分为片内和片外，片内256B，片外可达64KB。这种分离的存储空间设计使得程序和数据的处理更为高效。 总结来说，MCS-51单片机以其独特的结构和丰富的功能，在教学和实际应用中都占有重要地位。理解其内部结构、引脚功能和存储器配置，对于掌握单片机操作和开发具有重要意义。通过本教程的学习，读者将能深入理解MCS-51单片机的工作原理，并具备基本的编程和应用能力。