单片机MCS单片机结构及原理PPT学习教案.pptx
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**单片机MCS-51结构与原理详解** MCS-51系列单片机是由Intel公司开发的8位微处理器,广泛应用于各种嵌入式系统和控制系统中。其结构主要包括以下几个核心部分: 1. **8位CPU**: MCS-51采用8位中央处理器,能够处理8位的数据,执行各种运算和控制操作。 2. **片内内存**: 内含128B的RAM,用于临时存储运行中的数据和变量;4KB的ROM/EPROM(在8031型号中没有),用于存储程序代码。 3. **特殊功能寄存器(SFR)**: 包括一系列寄存器,如累加器ACC、程序状态字PSW等,这些寄存器有特定的用途,比如控制中断、计数器等。 4. **中断系统**: 提供5个中断源,分两级优先级,可以响应外部或内部的突发事件。 5. **并行I/O口**: 包括4个8位的并行接口P0、P1、P2、P3,它们可以作为输入输出端口,也可以复用为地址线和数据线。 6. **定时器/计数器**: 提供2个16位的定时器/计数器T0和T1,用于时间间隔测量、脉冲计数等任务。 7. **串行口**: 一个全双工的UART(通用异步收发传输器),支持数据的双向传输,可以用于通信和数据交换。 8. **位处理机**: 也称为布尔处理机,能对单个位进行操作,增强了对位数据处理的能力。 9. **外部扩展能力**: 提供64KB的外部RAM和64KB的外部ROM的地址空间,使得单片机可以扩展更多的存储资源。 10. **时钟电路与振荡器**: 内置时钟电路,可以通过XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和电容构成振荡器,提供工作时钟。时钟频率通常在1.2MHz到12MHz之间。 11. **控制信号**: 包括RESET、EA/VPP、ALE和PSEN等,用于系统复位、外部程序存储器的选择、地址锁存和数据传输控制。 - **RESET**:高电平使单片机复位,低电平则开始正常工作。 - **EA/VPP**:当EA为0时,选择外部ROM;为1时,如果地址小于4KB,则选择内部ROM,大于4KB则选择外部ROM。 - **ALE**:地址锁存信号,下降沿触发P0口的低8位地址到外部锁存器。 - **PSEN**:程序存储器选通信号,用于读取外部ROM中的指令。 MCS-51单片机的封装通常是40引脚的双列直插式,其中每个引脚都有特定的功能,如电源、时钟、控制信号、I/O口等。在实际应用中,根据项目需求,可以利用这些引脚和内部资源来实现不同的功能,比如扩展外部设备、构建通信网络、控制硬件系统等。 MCS-51系列单片机的指令集包括111条指令,提供了丰富的指令操作,便于编写程序。此外,其寄存器配置在复位后有固定的状态,如PC指向0000H,ACC初始化为00H,PSW、SP和其他特殊功能寄存器也有相应的初始值。 MCS-51单片机以其强大的处理能力和灵活的扩展性,在电子设计、自动化控制等领域有着广泛的应用。理解其结构和工作原理对于进行单片机编程和系统设计至关重要。
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