ATC单片机的结构单片机.pptx
《ATC单片机的结构单片机.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ATC单片机的结构单片机.pptx(81页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、会计学1ATC单片机的结构单片机的结构(jigu)单片机单片机PPT课课件件第一页,共81页。22023/2/62.1 AT89C51单片机的基本单片机的基本(jbn)结构结构nAT89C51是具有MCS-51内核、片内带有4KB的flash ROM的单片机,图2-1为AT89C51基本结构示意图。n从图中可以(ky)看出,单片机有一条内部总线,各个功能模块都挂在这条总线上,通过内部总线传送数据信息和控制信息。AT89C51主要由以下部件组成。第1页/共81页第二页,共81页。32023/2/6AT89C51单片机基本单片机基本(jbn)结构结构示意图示意图第2页/共81页第三页,共81页。4
2、2023/2/6第3页/共81页第四页,共81页。52023/2/6AT89C51主要组成主要组成(z chn)部件部件1CPUCPU是单片机的核心部分,CPU包括两个基本部分:运算器和控制器。(1)运算器运算器即算术逻辑运算单元ALU(Arithmetic Logic Uint),是进行(jnxng)算术或逻辑运算的部件,可以对半字节(4位)和单字节(8位)数据进行(jnxng)操作。例如可实现加、减、乘、除等算术运算和与、或、异或、取反、移位等逻辑运算。操作的结果一般送回累加器 ACC(Accumulator),而其状态信息送至程序状态寄存器PSW(Program Status Word)
3、。(2)控制器控制器是用来控制计算机工作的部件。控制器接收来自存储器的指令,进行(jnxng)译码,并通过定时和控制电路,在规定时刻发出指令所需的各种控制信息和CPU外部所需的各种控制信号,使各部分协调工作,完成指令所规定的操作。第4页/共81页第五页,共81页。62023/2/62内部内部(nib)数据存储数据存储器器2内部数据存储器内部数据存储器AT89C51芯片内共有芯片内共有256B(地址为:(地址为:00HFFH)的数据存储器,其中高)的数据存储器,其中高128B(地址为:(地址为:80HFFH)被专用寄存器占用,能作为寄存器供用户使用)被专用寄存器占用,能作为寄存器供用户使用(sh
4、yng)的只是低的只是低128B(地址为:(地址为:00H7FH),用于存放可读写的数据,如程序执行过程中的变量。),用于存放可读写的数据,如程序执行过程中的变量。第5页/共81页第六页,共81页。72023/2/63内部程序存储器内部程序存储器AT89C51共有共有4KB(地址为:(地址为:0000H0FFFH)的)的flash程序存储器,用于存放程序、原始数据或表格常数。程序存储器,用于存放程序、原始数据或表格常数。4定时定时/计数计数(j sh)器器AT89C51共有两个共有两个16位的定时位的定时/计数计数(j sh)器,每个定时器,每个定时/计数计数(j sh)器都可以设置成计数器都
5、可以设置成计数(j sh)方式,用于对外部事件进行计数方式,用于对外部事件进行计数(j sh);也可以设置成定时方式,并可以根据计数;也可以设置成定时方式,并可以根据计数(j sh)或定时的结果实现对单片机运行的控制。或定时的结果实现对单片机运行的控制。第6页/共81页第七页,共81页。82023/2/65并行并行I/O口口AT89C51 共有共有4个个8位的位的I/O口(口(P0、Pl、P2、P3)。每个)。每个8位的口,既可用作输入口,也可用作输出口,每个口即可以位的口,既可用作输入口,也可用作输出口,每个口即可以8位同步读写,又可对每一位进行单独的操作,十分的方便位同步读写,又可对每一位
6、进行单独的操作,十分的方便(fngbin)。6串行口串行口AT89C51 单片机有一个全双工的串行接口,以实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强,既可作为全双工异步通信收发器使用,也可作为同步移位器使用。单片机有一个全双工的串行接口,以实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强,既可作为全双工异步通信收发器使用,也可作为同步移位器使用。第7页/共81页第八页,共81页。92023/2/67中断控制系统中断控制系统AT89C51 单片机有较强的中断系统,可以满足控制应用的需要。单片机有较强的中断系统,可以满足控制应用的需要。AT89C51 的中断系统有的中断系统有
7、 5个中断源,包括两个外中断、两个定时个中断源,包括两个外中断、两个定时/计数中断和一个串行口中断。计数中断和一个串行口中断。8时钟电路时钟电路(dinl)AT89C51 芯片的内部有时钟电路芯片的内部有时钟电路(dinl),但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路,但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路(dinl)为单片机产生时钟脉冲序列。为单片机产生时钟脉冲序列。第8页/共81页第九页,共81页。102023/2/62.1.2 AT89C51单片机的引脚功能单片机的引脚功能(gngnng)AT89C51单片机采用 40脚双列直插式的 DIP40封装,还提供较小尺寸表面封装形式的 PQFP/TQF
8、P44,其引脚排列如图 2-2所示。为使结构更加紧凑(jncu),单片机的许多引脚具有双重功能。第9页/共81页第十页,共81页。112023/2/6第10页/共81页第十一页,共81页。122023/2/6第11页/共81页第十二页,共81页。132023/2/6引脚功能引脚功能(gngnng)(gngnng)40 40个引脚大致可分为个引脚大致可分为4 4类:电源、时钟、类:电源、时钟、控制和控制和I/OI/O引脚。引脚。第12页/共81页第十三页,共81页。142023/2/6 电源电源:VCC-:VCC-芯片电源,接芯片电源,接+5V+5V;VSS-VSS-接地端;接地端;时钟时钟:X
9、TAL1:XTAL1、XTAL2-XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。晶体振荡电路反相输入端和输出端。控制线控制线:控制线共有控制线共有4 4根,根,ALE/PROG:ALE/PROG:地址锁存允许地址锁存允许/片内片内EPROMEPROM编程脉冲编程脉冲 ALE ALE功能:用来锁存功能:用来锁存P0P0口送出的低口送出的低8 8位地址位地址 PROG PROG功能:片内有功能:片内有EPROMEPROM的芯片,在的芯片,在EPROMEPROM编程期间,此引脚输入编编程期间,此引脚输入编程脉冲。程脉冲。PSEN:PSEN:外外ROMROM读选通信号。读选通信号。RST/VPD:RST
10、/VPD:复位复位/备用电源。备用电源。RST RST(ResetReset)功能:复位信号输入端。)功能:复位信号输入端。VPD VPD功能:在功能:在VccVcc掉电情况下,接备用电源。掉电情况下,接备用电源。EA/Vpp:EA/Vpp:内外内外ROMROM选择选择(xunz)/(xunz)/片内片内EPROMEPROM编程电源。编程电源。EA EA功能:内外功能:内外ROMROM选择选择(xunz)(xunz)端。端。Vpp Vpp功能:片内有功能:片内有EPROMEPROM的芯片,在的芯片,在EPROMEPROM编程期间,施加编程电源编程期间,施加编程电源VppVpp。第13页/共81
11、页第十四页,共81页。152023/2/6 I/O I/O I/O I/O线线线线 80C51 80C51 80C51 80C51共有共有共有共有4 4 4 4个个个个8 8 8 8位并行位并行位并行位并行I/OI/OI/OI/O端口:端口:端口:端口:P0P0P0P0、P1P1P1P1、P2P2P2P2、P3P3P3P3口,共口,共口,共口,共32323232个引脚。个引脚。个引脚。个引脚。P3P3P3P3口还具有口还具有口还具有口还具有(jyu)(jyu)(jyu)(jyu)第二功能,第二功能,第二功能,第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。用于特殊信号输入输出和控制信号
12、(属控制总线)。用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。P3.0 RXDP3.0 RXD:串行口输入端;:串行口输入端;P3.1 TXDP3.1 TXD:串行口输出端;:串行口输出端;P3.2 INT0P3.2 INT0:外部中断:外部中断0 0请求请求(qngqi)(qngqi)输入端;输入端;P3.3 INT1P3.3 INT1:外部中断:外部中断1 1请求请求(qngqi)(qngqi)输入端;输入端;P3.4 T0P3.4 T0:定时:定时/计数器计数器0 0外部信号输入端;外部信号输入端;P3.5 T1P3.5 T1:定时:定时/计
13、数器计数器1 1外部信号输入端;外部信号输入端;P3.6 WRP3.6 WR:外:外RAMRAM写选通信号输出端;写选通信号输出端;P3.7 RDP3.7 RD:外:外RAMRAM读选通信号输出端。读选通信号输出端。第14页/共81页第十五页,共81页。162023/2/6P3口的第二口的第二(d r)功能表功能表表表2-1 P3口的第二功能表口的第二功能表端口端口引脚(引脚(DIP40封装)封装)第二功能第二功能P3.010RXD(串行输入口)(串行输入口)P3.111TXD(串行输出口)(串行输出口)P3.212INT0(外部中断(外部中断0输入)输入)P3.313INT1(外部中断(外部
14、中断1输入)输入)P3.414T0(定时(定时/计数器计数器0的外部计数输入)的外部计数输入)P3.515T1(定时(定时/计数器计数器1的外部计数输入)的外部计数输入)P3.616WR(外部数据存储器写脉冲输出)(外部数据存储器写脉冲输出)P3.717RD(外部数据存储器读脉冲输出)(外部数据存储器读脉冲输出)第15页/共81页第十六页,共81页。172023/2/62.2 AT89C51单片机的存储器配置单片机的存储器配置(pizh)一般微机通常是程序和数据共用一个存储空间,属于“冯诺依曼”(Von Neumann)结构(jigu)。而单片机的存储器组织结构(jigu)则把程序存储空间和数
15、据存储空间严格区分开来,属于“哈佛”(Harvard)结构(jigu)。第16页/共81页第十七页,共81页。182023/2/62.2 AT89C51单片机的存储器配置单片机的存储器配置(pizh)AT89C51单片机存储器在物理结构上分成(fn chn)四个存储空间: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。从用户使用的角度,即从逻辑上考虑,则有三个存储空间:片内外统一编址的64KB程序存储器地址空间(0000H FFFFH)、256B的片内数据存储器地址空间(00H FFH)及片外数据存储器地址空间(0000H FFFFH)。CPU在访问三个不同的逻辑空间时,通过采
16、用不同形式的指令,来产生相应的存储器选通信号,访问程序存储器使用MOVC指令、访问片内数据存储器使用MOV指令、访问片外数据存储器使用MOVX指令第17页/共81页第十八页,共81页。192023/2/6程序程序(chngx)存存储器储器 n n89C51单片机内部(nib)有4K的程序存储器,0000H0FFFH;n n程序从0000H开始;n n有一些特殊功能的区域,如中断入口地址。第18页/共81页第十九页,共81页。202023/2/6特殊功能特殊功能寄存器寄存器(21个个SFR)内部内部RAM128B00H7FH80HFFH外部外部RAM(64KB)0000HFFFFHWERD外部外
17、部ROM(60KB)EA=0/1内部内部ROM(4KB)EA=1外部外部ROM(4KB)EA=0PSEN0000H0FFFH1000HFFFFH第19页/共81页第二十页,共81页。212023/2/6AT89C51AT89C51程序程序程序程序(chngx)(chngx)存储器配存储器配存储器配存储器配置置置置第20页/共81页第二十一页,共81页。222023/2/6中断(zhngdun)入口地址表:中断源入口地址外部中断00003H定时器0000BH外部中断10013H定时器1001BH串行口0023H第21页/共81页第二十二页,共81页。232023/2/6数据数据(shj)存储器存
18、储器 内部数据存储器在物理上分为两个不同的存储空间内部数据存储器在物理上分为两个不同的存储空间:数据存储器空间(低数据存储器空间(低128128单元)单元)特殊特殊(tsh)(tsh)功能寄存器空间(高功能寄存器空间(高128128单元)。单元)。这这两两个个空空间间是是相相连连的的。从从用用户户角角度度而而言言,低低128128单单元元才是真正的数据存储器。才是真正的数据存储器。第22页/共81页第二十三页,共81页。242023/2/6MCS51MCS51数据数据数据数据(shj)(shj)存储器配置存储器配置存储器配置存储器配置第23页/共81页第二十四页,共81页。252023/2/6
19、AT89C51AT89C51低低低低128B128B的片内数据的片内数据的片内数据的片内数据(shj)(shj)存储器存储器存储器存储器数据存储器由数据存储器由RAMRAM构成,一旦掉电,其数据将丢失。构成,一旦掉电,其数据将丢失。低低128B128B的数据存储器(地址范围:的数据存储器(地址范围:00H7FH00H7FH)用于存放)用于存放程序运算的中间结果的暂存,用作缓存、堆栈等。程序运算的中间结果的暂存,用作缓存、堆栈等。低低128B128B的数据存储器的存储器配置如图的数据存储器的存储器配置如图2-42-4。数据存储器空间(低数据存储器空间(低128128单元单元(dnyun)(dny
20、un))按功能划分为:)按功能划分为:通用寄存器区通用寄存器区位寻址区位寻址区用户区用户区第24页/共81页第二十五页,共81页。262023/2/6AT89C51AT89C51低低低低128B128B的片内数据的片内数据的片内数据的片内数据(shj)(shj)存储器存储器存储器存储器 用户RAM区工作寄存器区位寻址区00H2FH30H7FH1FH20H工作寄存器3区工作寄存器2区工作寄存器1区工作寄存器0区07H00H08H0FH10H17H18H1FH第25页/共81页第二十六页,共81页。272023/2/61)片内片内RAM工作寄存器区:工作寄存器区:字节地址字节地址(dzh):00H
21、1FH位寻址区:位寻址区:字节地址字节地址(dzh):20H2FH位地址位地址(dzh)为:为:00H7FH数据缓冲区数据缓冲区/堆堆栈区:栈区:字节地址字节地址(dzh):00H7FH一般使用一般使用30H7FH第26页/共81页第二十七页,共81页。282023/2/6工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)寄存器区寄存器区寄存器区寄存器区1.在低128B的RAM区中,将地址00H1FH共32个单元设为工作寄存器区,分为4组,每组由8个单元按序组成通用寄存器R0R7。通用寄存器R0R7不仅用于暂存中间结果,而且是CPU指令中寻址方式不可缺少(qusho)的工作单元。任一时刻CPU只能选
22、用一组工作寄存器为当前工作寄存器。CPU复位后,自动选中第0组工作寄存器,即R0的地址为00H、R1的地址为01H、R7的地址为07H。同理当选择寄存器组1时,R0的地址为08H。2.可以通过程序对程序状态字PSW中的RS1、RS0位进行设置,以实现工作寄存器组的切换,对应关系如表2-2。表2-2 工作寄存器选择RS1RS0寄存器组片内RAM地址00第0组00H07H01第1组08H0FH10第2组10H17H11第3组18H1FH第27页/共81页第二十八页,共81页。292023/2/6位寻址区位寻址区地址为20H2FH的16个RAM(字节)单元,既可以作为一般的数据存储器按字节读写,又可
23、以按位存取。16个RAM单元,每个单元8位,共有128位,将每一位分配一个地址,称为位地址,地址编码00FFH。AT89C51单片机可以对位(du wi)直接进行操作,程序中常常将一些计算或运行中的状态、标记等作为位变量(布尔变量)存放在位寻址区。表2-3是位地址的分布表。由表2-3可见,字节地址和位地址都是用8位的二进制表示,理解上容易产生混淆。字节地址单元的数据是8位二进制数,而位地址的数据仅是1位二进制数。例如,字节地址2AH单元的数为0,表示位地址50H57H中8个单元的数均为0,又例如位地址28H的数为0表示字节地址25H的D0位(最低位)为0。也可以用“字节地址.位”表示位地址,例
24、如25H.1(字节地址25H的第1位D1)等于位地址29H。第28页/共81页第二十九页,共81页。302023/2/6位寻址区位寻址区位寻址区位寻址区n nRAM中的20H2FH的16个单元除了可作为一般RAM单元进行(jnxng)字节寻址外,还可进行(jnxng)位寻址,称作位寻址区。n n位寻址区共有16个RAM单元,合计128位,位地址为00H7FH。80C51单片机具有位处理机(又称布尔处理机)功能,位处理机的存储空间就包括这个位寻址区。表2-3为位寻址区的位地址表。第29页/共81页第三十页,共81页。312023/2/6位寻址区(20H2FH)16个字节。16*8=128位,每一
25、位都有一个位地址,范围(fnwi)为:00H7FH,位地址区也可作为一般RAM使用。位寻址区位寻址区第30页/共81页第三十一页,共81页。322023/2/6用户用户(yngh)RAM区区n n在在30H7FH30H7FH区的区的8080个个RAMRAM单元为用户单元为用户RAMRAM区,只能区,只能按字节存取。按字节存取。30H7FH30H7FH区是真正的数据缓冲区。由于区是真正的数据缓冲区。由于工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲区统一编址,使工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲区统一编址,使用同样的指令访问,这三个区的单元既有自己独特的用同样的指令访问,这三个区的单元既有自己独特的功能,又可统
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ATC 单片机 结构
限制150内