第2章 AT89S51单片机硬件结构PPT课件

单片机实用教程第2章AT89S51单片机原理与基本应用系统本章主要内容1、单片机的内部结构与引脚功能2、单片机存储器空间配臵与功能3、汇编语言指令格式与内部RAM的操作指令4、单片机I/O输入输出端口结构及工作原理5、单片机基本应用系统一、AT89S51单片机内部结构（1）一个8位的CPU；（2）一个片内振荡器及时钟电路；（3）4KB的Flash ROM；（4）128B的内部RAM（5）可扩展64KB外部ROM和外部RAM的控制电路；（6）两个十六位的定时/计数器；（7）26个特殊功能寄存器（双数据指针）；（8）4个8位的并行口；（9）一个全双工的串行口；（10）5个中断源，两个外部中断，三个内部中断；（11）内部硬件看门狗电路；（12）一个SPI串行接口，用于芯片的在系统编程（ISP）。

1、电源VCC （P40）——芯片电源，接+5V 。

VSS （P20）——接电源地。

二、AT89S51单片机引脚功能2、时钟XTAL1（P19）——晶体振荡电路的反相器输入端XTAL2（P18）——晶体振荡电路的反相器输出端。

使用内部振荡电路时，该引脚外接石英晶体和补偿电容。

使用外部振荡输入时从XTAL2输入，此时XTAL1需接地。

3、控制控制引脚有4个，先学习其中的两个。

（1）RST/VPD——复位/备用电源RST复位功能是单片机正常工作必不可少的，因为复位可以使单片机从程序的开头运行，使单片机按照人们设计的程序运行，在单片机系统上电开始工作，或单片机系统由于外界干扰偏离正常运行，都需要复位。

AT89S51单片机是高电平复位，只要在该引脚上一段时间（两个机器周期以上）的高电平，单片机就复位。

在正常运行程序时该引脚为低电平。

VPD功能是在VCC掉电情况下，该引脚接备用电源，向片内的RAM供电，使RAM中的数据不丢失。

3、控制（2）EA/VPP——内外ROM选择/EPROM编程电源在通常的应用中EA功能是作为内部和外部ROM的选择端。

第2章AT89S51单⽚机原理与基本应⽤系统单⽚机实⽤教程第2章AT89S51单⽚机原理与基本应⽤系统本章主要内容1、单⽚机的内部结构与引脚功能2、单⽚机存储器空间配臵与功能3、汇编语⾔指令格式与内部RAM的操作指令4、单⽚机I/O输⼊输出端⼝结构及⼯作原理5、单⽚机基本应⽤系统⼀、AT89S51单⽚机内部结构（1）⼀个8位的CPU；（2）⼀个⽚内振荡器及时钟电路；（3）4KB的Flash ROM；（4）128B的内部RAM（5）可扩展64KB外部ROM和外部RAM的控制电路；（6）两个⼗六位的定时/计数器；（7）26个特殊功能寄存器（双数据指针）；（8）4个8位的并⾏⼝；（9）⼀个全双⼯的串⾏⼝；（10）5个中断源，两个外部中断，三个内部中断；（11）内部硬件看门狗电路；（12）⼀个SPI串⾏接⼝，⽤于芯⽚的在系统编程（ISP）。

1、电源VCC （P40）——芯⽚电源，接+5V 。

VSS （P20）——接电源地。

⼆、AT89S51单⽚机引脚功能2、时钟XTAL1（P19）——晶体振荡电路的反相器输⼊端XTAL2（P18）——晶体振荡电路的反相器输出端。

使⽤内部振荡电路时，该引脚外接⽯英晶体和补偿电容。

使⽤外部振荡输⼊时从XTAL2输⼊，此时XTAL1需接地。

3、控制控制引脚有4个，先学习其中的两个。

（1）RST/VPD——复位/备⽤电源RST复位功能是单⽚机正常⼯作必不可少的，因为复位可以使单⽚机从程序的开头运⾏，使单⽚机按照⼈们设计的程序运⾏，在单⽚机系统上电开始⼯作，或单⽚机系统由于外界⼲扰偏离正常运⾏，都需要复位。

AT89S51单⽚机是⾼电平复位，只要在该引脚上⼀段时间（两个机器周期以上）的⾼电平，单⽚机就复位。

在正常运⾏程序时该引脚为低电平。

VPD功能是在VCC掉电情况下，该引脚接备⽤电源，向⽚内的RAM供电，使RAM中的数据不丢失。

3、控制（2）EA/VPP——内外ROM选择/EPROM编程电源在通常的应⽤中EA功能是作为内部和外部ROM的选择端。

第二章 AT89S51 单片机的硬件结构第二章 AT89S51 单片机的硬件结构本章“从内到外”主要讲述关于AT89S51单片机的一些基础知识。

首先介绍AT89S51单片机的组成、CPU 、存储器组织以及特殊功能寄存器（SFR），然后，详细讲解了AT89S51的引脚分布及其功能；最后，讨论了使用AT89S51单片机时的时钟和复位电路。

2.1 AT89S51 单片机的组成如前所述，AT89S51单片机与MCS-51完全兼容，内部的结构如图2.1所示：从功能上分，它包括如下部件：一个8位中央处理器（CPU）；4K可在线编程Flash ；128字节RAM与特殊功能寄存器；2个16位定时/计数器；中断逻辑控制电路；一个全双工串行接口（UART）；32条可编程的I／O口线；另外，还包括一些寄存器如程序计数器PC 、程序状态寄存器PSW 、堆栈指针寄存器SP 、数据指针寄存器DPTR等部件。

2.2 AT89S51 单片机 CPU 的结构CPU是单片机的核心，它主要由运算器（ALU）、时序控制逻辑电路（控制器）以及各种寄存器等部件组成。

（ 1 ）运算器的功能是进行算术和逻辑运算。

它主要由算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）和寄存器组成，实现“加、减、乘、除、比较”等算术运算和“与、或、异或、求补、循环”等逻辑操作。

运算器中还包含一个布尔处理器，可以执行置位、清零、求补、取反、测试、逻辑与、逻辑或等操作，为单片机的应用提供了极大的便利。

（ 2 ）控制器的主要功能是产生各种控制信号和时序。

在CPU内部协调各寄存器之间的数据传送，完成ALU的各种算术或逻辑运算操作；在CPU访问外部存储器或端口时，提供地址锁存信号ALE、外部程序存贮器选通信号PSEN以及读（/RD）、写（/WR）等控制信号。

（ 3 ）寄存器。

CPU中还有一些寄存器，如累加器（ACC）、程序状态字（PSW）、B寄存器、程序计数器PC 、堆栈指针（SP）、指令寄存器（IR）等，这些寄存器有的在片内特殊功能寄存器空间有地址映像，它们既可看作CPU的寄存器，也可看作具有确定单元的存储单元。