MCS-51单片机的硬件结构_51单片机有哪些硬件资源-程序员宅基地

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2、1 MCS-51单片机的硬件结构

按功能可分为8个部件，通过片内单一总线连接起来

控制方式：SFR对各功能部件集中控制

1、微处理器：CPU运算部件 控制部件

2、数据存储器：RAM

数据存储就是暂存一些在系统运行的过程当中所生成的一些临时性的数据，采集数据时临时采集到的一些数据和一些运算的中间结果数据保存在存储器当中，一般数据存储器的容量越大的话，它的控制系统相对可以实现比较复杂的控制功能。Mcs-51单片机内部是有128个字节的数据存储器，每个字节是8位，也就是说128*8位数的存储器。

3、程序存储器：ROM或EPROM

4、I/O口：51系列单片机有4个I/O口，其中每一个io口有八个输入输出端，可以输入输出32个数字量。

5：串行口：主要是用来进行双击通讯的时候，进行数据收发来使用，是全双工串行口，在发送的同时可以接收

6、定时计数器：51单片机内部有两个16位的定时计数器，可以进行精确时间的产生，产生一段定时，比如工业控制领域当中需要一个1ms的定时，可以通过定时计数器来产生这样一个时间长度，另外还可以作计数器使用，比如工业控制领域当中可能过了一定数字量，通过它可以记录这些个数。还可以作为串行口的波特率发生器来使用，因为在串行通讯的时候，需要数据按照一定的速率在数据总线上发送，接收也是按照一定速率从总线上去取数据，也就是说每秒钟要发多少字节，要收多少字节

7、中断系统：工业现场中往往存在着一些突发事件，而这些突发事件又需要控制系统做出及时反应时间。如果单片机有中断系统时，它可以随时把紧急停止键接到单片机系统的中断当中去，可以马上处理这个案件。

8、特殊功能寄存器

是一个寄存器，就是数字电路中学过的，内容就是存储8位的二进制数，这些跟通常

的数据存储器和程序存储器中存储的八位二进制数不一样，区别是这些八位二进制数隐含着控制信息，它决定了五一单片机当中的这些功能部件如何去工作，以及当前工作状态怎么样，这些特殊功能寄存器就是来控制这些功能部件工作同时要反映这些功能部件工作状态的计数器。

这些功能部件最后都是通过它的内部总线连接在一起，内部总线连接在cpu上，从而实现整个芯片内部的数据传送。Cpu是通过对sfr进行查询，从而知道各个功能部件工作状态如何。Cpu通过sfr对sfr下命令字，然后再用sfr去管理下面的各个功能部件。

  1. CPU（微处理器）

  1. 数据存储器（RAM）

片内为128个字节（52子系列的为256个字节）

  1. 程序存储器（ROM/EPROM）

8031:无此部件

8051：4k字节ROM

8751：4k字节EPROM

89C51/89C52/89C55: 4K/8K/20K字节

  1. P1口、P2口、P3口、P0口：为4个并行8位I/O口。

  1. 串行口 1个全双工的异步串行口。

  1. 定时器/计数器

  1. 中断系统

  1. 特殊功能寄存器（SFR）

用于对片内各功能模块进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器。共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。

2.2 MCS-51的引脚

40只引脚双列直插封装DIP

44只引脚方形封装方式（NC的4只无用）

引脚逻辑图

8051单片机为40条引脚双列直插式封装

引脚可分为三个部分

  1. 电源及时钟引脚：Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2

  1. 控制引脚：PSEN*、EA*、ALE、RESET

  1. I/O口引脚：P0、P1、 P2、 P3 4个8位I/O口

2.2.1电源及时钟引脚

1、电源引脚

（1）Vcc（40脚）：+5V电源；

（2）Vss（20脚）：接地。

2、时钟引脚

（1）XTAL1（19脚）：接外部晶体的一端；采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。

（2）XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。

2.2.2 控制引脚

（1）RST/VPD（9脚）：复位与备用电源

（2）ALE/PROG*(30脚)：第一功能ALE：地址锁存允许，当访问单片机外部存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲的下跳沿用于16位地址的低8位的锁存信号。

第二功能PROG*：编程脉冲输入端。

（3）PSEN*（29脚）：读外部程序存储器的选通信号。可以驱动8个LS型TTL负载。

（4）EA*/VPP（31脚）：EA*为内外程序存储器选择控制

EA*=1，访问片内程序存储器。

EA*=0 单片机则只访问外部程序存储器。

第二功能Vpp，用于施加编程电压。

2.2.3 I/O口引脚

（1）P0口：双向8位三态I/O口，地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。

（2）P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。

（3）P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）
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