2022年单片机原理及应用C单片机内部结构和工作原理.ppt

80C51单片机是微控制器领域中广泛应用的一款经典设备，主要应用于嵌入式系统设计。2022年的单片机原理及应用课程着重讲解了80C51单片机的内部结构和工作原理，以便于学习者理解和掌握其核心功能。 80C51单片机的核心是一个8位的CPU，它内部集成了振荡器和时钟电路，工作频率在1到12MHz之间，具体取决于型号。该单片机拥有128或256字节的片内RAM，以及不同容量的程序存储器ROM，从0K到8K字节不等，支持扩展至64K字节的数据存储器RAM和64K字节的程序存储器ROM。此外，它包含21或26个特殊功能寄存器（SFR），这些寄存器用于控制和管理单片机的各种功能。 单片机还配备了四个8位并行I/O端口（P0、P1、P2、P3），它们不仅可以作为数据输入输出，P3口还具有额外的控制功能。80C51还有一个全双工串行接口（SIO/UART），用于串行通信，以及2或3个16位定时器/计数器，用于时间间隔测量和定时任务。它能够处理5或6个中断源，具备两级中断优先级，以实现多任务处理。 80C51的复位电路和复位条件是理解其工作流程的关键。复位电路通常包括一个上电自动复位和手动按钮复位。复位后，单片机将处于预设状态，程序计数器PC重置为0000H，所有寄存器清零，I/O端口初始化。 时钟和时序是单片机运行的基础。80C51通常使用外部晶体振荡器或内部RC振荡器产生时钟信号，XTAL1和XTAL2引脚用于连接晶体。时钟信号决定了指令执行的速度。在没有片内晶振的情况下，可以使用XTAL1引脚接入外部时钟信号，并将XTAL2引脚接地。 此外，还有其他关键引脚如ALE（地址锁存允许）用于锁存低8位地址，PSEN（外ROM读选通信号）在访问外部EPROM时启用读操作，RST（复位）输入端接收复位信号，EA/Vpp（内外ROM选择/片内EPROM编程电源）用于决定是否访问片外ROM或进行EPROM编程。 80C51单片机的内部结构和工作原理涉及到了CPU、存储结构、I/O接口、定时器/计数器、中断系统、时钟电路和复位机制等多个方面，深入理解这些知识点对于开发基于80C51的嵌入式系统至关重要。学习者需要通过实际操作和实践项目来巩固这些理论知识，以便更好地应用到实际工程中。