单片机原理及应用：第2章 单片机硬件结构.ppt

《单片机原理及应用：第2章 单片机硬件结构》主要讲解了MCS-51系列单片机的内部结构、引脚功能、存储器组织以及时序等核心概念。MCS-51单片机是广泛应用的微处理器，其结构和功能的理解对于嵌入式系统设计至关重要。 在MCS-51系列中，主要包括基本型如8031和增强型如8051、8032等，它们的主要差异在于内置的ROM或EPROM容量以及I/O资源的不同。例如，8051和8751内置了ROM或EPROM，而8031则需要外接存储器。这些不同型号的选择取决于具体的应用需求，如存储程序空间的大小和I/O接口的数量。 在MCS-51的内部结构中，主要包括以下几个关键部分： 1. **ROM/EPROM**：用于存储程序代码，8031需要外接EPROM，而8051等内置了ROM。 2. **CPU**：执行指令的核心部件，其时序包括读取指令、执行指令等步骤。 3. **RAMP0-P3口**：P0口作为数据/地址复用口，既是I/O口也是低8位地址总线；P1、P2和P3则是纯I/O口，其中P3口还具有第二功能。 4. **特殊功能寄存器（SFR）**：如PSW、ACC、B等，用于控制和状态管理。 5. **中断系统**：提供了中断0~INT1和T0~T1等多个中断源，增强了系统的实时处理能力。 6. **定时器/计数器**：用于定时和计数操作，可以配置为多种工作模式。 7. **串行口**：支持串行通信，通常包含TXD（发送）和RXD（接收）引脚。 8. **控制信号**：如EA/VPP（外部访问）、ALE（地址锁存允许）、PSEN（程序存储器选中）、WR（写使能）、RD（读使能）等，用于控制数据传输和存储器访问。 在引脚功能方面，比如Vcc和Vss分别是电源正负极，XTAL1和XTAL2是晶体振荡器的输入和输出，用于产生单片机的时钟信号。当采用外部时钟时，需要连接晶体和电容形成并联谐振电路。此外，EA/VPP信号决定了程序存储器的选择，如果低电平，则从外部ROM读取指令；反之，如果高电平且地址小于4KB，从内部ROM读取。 了解MCS-51的硬件结构和引脚功能对于编写程序、设计硬件以及故障排查至关重要。开发者需要根据实际需求选择合适的型号，并正确配置控制信号，以确保单片机正常工作。同时，为了提高抗干扰性，电源和地线的设计也十分关键，需要添加去耦电容并优化布线。 总结来说，MCS-51单片机的硬件结构包括了CPU、存储器、I/O口、中断系统、定时器/计数器和控制信号等组件，每个部分都有其特定的功能和作用。理解这些基础结构，能够帮助我们更好地理解和应用单片机，进行嵌入式系统的开发和调试。