2022年单片机课件4(1).ppt

【MCS-51单片机结构与工作原理】 MCS-51单片机是Intel公司开发的一系列8位微处理器，广泛应用于各种嵌入式系统和控制系统中。MCS-51单片机包括多个不同的型号，如8051、8031、8751等，它们在基本结构上相似，但在内存类型和扩展功能上有所不同。 2.1 MCS-51系列单片机结构 MCS-51单片机的核心组件包括： 1. 中央处理器（CPU）：执行指令和控制整个系统的运行。 2. 时钟电路：通常采用12MHz的晶振，为单片机提供工作时钟。 3. 程序存储器（ROM/EPROM）：用于存储程序代码，8031型号没有内置ROM，需要外接。 4. 数据存储器（RAM）：分为普通RAM和特殊功能寄存器（SFR），用于存储数据和控制寄存器。 5. 并行I/O口（P0-P3）：提供8位双向数据输入/输出。 6. 串行口：支持全双工通信，可用于UART或SPI等通信协议。 7. 定时器/计数器：两个16位定时器，可进行定时或计数操作。 8. 中断系统：5个中断源，分高低两级优先级。 这些组件通过单一的总线连接，并集成在单片硅片上，形成单片微型计算机。 2.2 8051单片机内部结构与功能 8051是MCS-51系列的基本型号，具有以下特性： - 内置4KB ROM或EPROM。 - 128B RAM，包括普通RAM和SFR。 - 4个8位并行I/O端口。 - 一个全双工串行口。 - 两个16位定时器/计数器。 - 5个中断源。 2.3 MCS-51单片机引脚功能 MCS-51单片机的引脚分配包括电源、接地、控制信号、地址总线、数据总线、中断请求和I/O口等，每个引脚都有特定的功能。 2.4 MCS-51单片机工作方式 MCS-51单片机的工作方式包括： 1. 空闲模式：CPU停止工作，其他部分保持运行，以节省电力。 2. 掉电模式：只保留RAM电源，其余部分关闭，用于节能。 3. 复位模式：初始化单片机状态，准备执行程序。 4. 等待模式：CPU暂停，等待外部事件唤醒。 5. 电源下降检测模式：检测电源电压变化，用于系统保护。 2.5 MCS-51单片机时序 MCS-51的时序包括机器周期、指令周期和时钟周期，它们决定了单片机执行指令的速度和对外部设备的响应时间。 2.1.2 MCS-51应用特性 MCS-51单片机因其强大的处理能力、丰富的外部接口和易于编程的特点，在工业控制、智能家居、仪器仪表等领域有着广泛的应用。不同的型号如8051、8031、8751等，分别适用于不同的应用场景，如8031适用于低成本、无内置ROM的场合，8051则适合一般用途，8751增加了EPROM存储器。 总结来说，MCS-51单片机是一类广泛应用的8位微处理器，具有清晰的结构和灵活的工作方式，不同型号能满足不同需求，是学习和开发嵌入式系统的基础。了解其内部结构、功能、引脚以及工作原理，对于掌握单片机编程和系统设计至关重要。