产品选型

mcs51系列单片机 MCS-51系列单片机简介-单片机原理与应用

小编 2024-11-25 产品选型 23 0

MCS-51系列单片机简介-单片机原理与应用

作为主流的单片机品种,MCS-51系列单片机市场份额占有量巨大,PHILIPS公司、ATMEL公司等纷纷开发了以8051为内核的单片机产品,这些产品都归属于MCS-51单片机系列。

1.5.1 MCS-51单片机的内部组成。

MCS-51单片机的引脚和内部组成如图1.1所示。通常采用DIP或PLLD封装,

其内核是8051CPU,CPU的内部集成有运算器和控制器,运算器完成运算操作(包括数据运算、逻辑运算等),控制器完成取指令、对指令译码以及执行指令。MCS-51单片机的片内资源有:

·中央处理器:

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。

·数据存储器(RAM):

8051内部有128字节数据存储器(RAM)和21个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器有专门的用途,通常用于存放控制指令数据,不能用作用户数据的存放,用户能使用的RAM只有128个字节,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。

·程序存储器(ROM):

8051共有4K字节程序存储器(ROM),用于存放用户程序和数据表格。

·定时/计数器(ROM):

8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数,当定时/计数器产生溢出时,可用中断方式控制程序转向。

·并行输入输出(I/O)口:

8051共有4个8位的并行I/O口(P0、P1、P2、P3),用于对外部数据的传输。

·全双工串行口:

8051内置一个全双工异步串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。

·中断系统:

8051具备较完善的中断功能,有五个中断源(两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断),可基本满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择。

·时钟电路:

8051内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的时序脉冲,但需外接晶体振荡器和振荡电容。

1.5.2 MCS-51系列单片机的主要产品

其中AT89S51单片机是一种新型的在线可编程的单片机,内部有:4K字节、Flash存储器,它使得单片机产品的软件可在线升级,也使得单片机的学习开发、程序的下载较过去方便许多。

详解51系列单片机引脚及功能

51系列单片机有各种封装形式,这里以40引脚双列直插DIP形式的封装来进行介绍,如图1.1所示。其中正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。

图1.1 8051双列直插式的引脚配置

有些新型的单片机在引脚数量以及功能上都略有区别,但都是基于51系列单片机内核。这里介绍的内容同样适用于新型的单片机。下面介绍51系列单片机的引脚功能,这些是学习单片机程序设计必须要了解和掌握的基础知识。

❑电源引脚:主要负责单片机的供电,有两根引脚。VCC(Pin40)为正电源端,接5.0V电压;GND(Pin20)为接地端。

❑外接晶振或外部振荡器引脚:主要负责为单片机的运行提供时钟振荡器,主要有两根引脚。其中,XTAL1(Pin19)为时钟XTAL1脚,片内振荡电路的输入端;XTAL2(Pin18)为时钟XTAL2脚,片内振荡电路的输出端。

8051单片机的时钟振荡器有两种工作方式。一种是片内时钟振荡方式,在18和19脚外接石英晶体和振荡电容,振荡电容的值一般取10~30pF。另外一种是外部时钟方式,由外部直接提供时钟源。

❑P0口:即P0.0~P0.7(Pin39~Pin32),输入输出脚,可用于8位并行I/O口或分时复用为地址和数据总线。

P0定义为I/O口时,为准双向I/O口,需外接上拉电阻,在程序中向该端口写入1后,成为高阻抗输入口。P0口作为输出口时,每个引脚可以负载8个TTL。在外扩存储器时,可定义为低8位地址/数据线。

❑P1口:即P1.0~P1.7(Pin1~Pin8),输入输出脚,8位准双向并行I/O口。P1口内部已经具有上拉电阻,为8位准双向I/O口,能负载4个TTL;在Flash编程和校验时,定义为低8位地址线。

❑P2口:即P2.0~P2.7(Pin21~Pin28),输入输出脚,8位准双向并行I/O口。P2口内部已经具有上拉电阻,为8位准双向I/O口,能负载4个TTL;当访问外部存储器时,定义为高8位地址线。

❑P3口:即P3.0~P3.7(Pin10~Pin17),输入输出脚,8位准双向并行I/O口。P3口内部已经具有上拉电阻,为8位准双向I/O口,能负载4个TTL。

P3口每个引脚都具有第二功能。引脚P3.0(RXD)和引脚P3.1(TXD)分别为串行数据的接收和发送端口,用于串行数据传输;引脚P3.2和引脚P3.3为外部中断请求,分别用于

的中断输入;引脚P3.4(T0)和引脚P3.5(T1),分别为定时器/计数器T0和T1的外部计数输入端;引脚P3.6(

)和引脚P3.7(

)用于读写单片机片外RAM存储器,分别是外部数据写选通信号和读选通信号。

❑RST(Pin9):单片机内部CPU的复位信号输入端。在单片机的振荡器启动后,该引脚置两个机器周期以上高电平,便可以实现复位。

(Pin30):地址锁存使能端和编程脉冲输入端。

当访问外部程序存储器时,ALE引脚的负跳变将低8位地址打入锁存;而非访问内部程序存储器时,ALE引脚将有一个1/6振荡频率的正脉冲信号,该信号可以用于外部计数或时钟信号。当访问外部数据存储器(执行MOVX类指令)时,ALE引脚会跳过一个脉冲。另外,对8EH单元的特殊功能寄存器的D0位置1,可禁止ALE输出,只有在执行MOVX或MOVC类指令时,ALE才被激活,仍输出锁存有效。在执行片外程序代码时,该设定禁止ALE位无效。

(Pin29):访问外部程序存储器的读选通信号。

当单片机访问外部程序存储器,读取指令码时,每个机器周期产生2次有效信号,即此脚输出2个负脉冲选通信号;在执行片内程序存储器以及读写外部数据时,不产生

脉冲信号。

(Pin31):

为访问内部或外部程序存储器选择信号。

当8051 CPU访问外部程序存储器时,则

必须保持低电平;当

保持高电平时,则8051 CPU先从片内0000H单元开始,执行内部程序存储器程序;如果外部还有扩展程序存储器,则8051 CPU在执行完内部程序存储器程序后,自动转向执行外部程序存储器中的程序。

相关问答

什么是 MCS - 51单片机 ?

MCS-51系列单片机,属于哈佛结构体系体系结构。哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令...

mcs - 51单片机 的特点及应用?

MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品,与MCS-48单片机相比,它的结构更先进,功能更强,在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条,MC...

MCS - 51单片机 有哪些类型,其主要区别是什么?

MCS-51单片机类型1、根据单片机内部程序存储器的配置不同分为:(1)无ROM(ROMless)型:8031、80C31、8032、80C32(2)带MaskROM(掩模ROM)型:8051、...

mcs - 51单片机 都有哪些型号?

MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品,其主要功能如下:·8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM)·128bytes的数据存储器(RAM)·32条I/O口...

MCS - 51系列单片机 内部有哪些功能部件?

◆2、控制器:由指令寄存器IR、指令译码器ID、定时及控制逻辑电路、程序计数器PC组成,使单片机的运行控制中心。PC的结构与功能:16位的程序寄存器...

51单片机 芯片类型?

MCS-51系列单片机的基本型芯片分别是8031、8051和8751。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器,8051片内有4KB的程序存储器ROM,而8751片内集...

mcs - 51系列单片机 为几位单片机?

可能是这样的:字节地址可以被8整除的特殊功能寄存器,其后面三位都是0,例如"sfrIE=0xA8;"二进制地址是10101000,于是后面空出三个位,我们正好可以用来.....

什么叫 51单片机 啊?

是型号MCS-51系列.所谓单片机,就是把中央处理器CPU(CentralProcessingUnit)、存储器(Memory)、定时器、I/0(Input/Output)接口电路等一些计算机的主...

MCS - 51系列单片机 的中断系统分为几个优先级?如何设定?

MCS-51单片机有两个中断优先级。在51单片机中,有2个可编程定时/计数器·5个中断源,2个优先级,21个专用寄存器。另有8位CPU的4kbytes程序存储器(ROM),128byt...

AT89S 51 /AT89S52属于 单片机MCS51系列 么?

是的。AT89S51和AT89S52都是利用MCS51内核发展起来的,编程语言和寄存器定义很接近。不过S51不能算是最标准的51,它有点类似于标准51的小幅度改进型,而52则更...

猜你喜欢