第二章--51单片机的硬件结构

5.控制线 控制线 (1) ALE/PROG(30脚)：地址锁存有效信号输出端， 脚 ：地址锁存有效信号输出端， 外部扩展接口的控制引脚之一。 外部扩展接口的控制引脚之一。 (2) PSEN(29脚)：片外程序存储器读选通信号输出 脚： 低电平有效。外部扩展接口的控制引脚之一。 端，低电平有效。外部扩展接口的控制引脚之一。 (3) EA/VPP(31脚)：EA为片外程序存储器选用端。 为片外程序存储器选用端。 脚 ： 为片外程序存储器选用端 该引脚有效(低电平 低电平)时 只选用片外程序存储器， 该引脚有效 低电平 时，只选用片外程序存储器， 否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。 否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。 对于片内含有EPROM的机型，在编程期间，此引 的机型， 对于片内含有 的机型 在编程期间， 脚用作21 编程电源 编程电源VPP的输入端。 8031的EA 的输入端。 脚用作 V编程电源 的输入端 的 必须接低电平。 必须接低电平。
课堂复习提问： 1. 80c31/80c51/87c51单片机的区别。 2.8051/8052 的区别 3.单片机的40个引脚可以分为哪几类？几个 重要引脚的作用。
2.3. MCS - 51单片机内部结构 单片机内部结构
总线：计算机系统中一组公共的信息通路。 总线：计算机系统中一组公共的信息通路。 51单片机和典型微机一样，属于总线型结构。 单片机和典型微机一样， 单片机和典型微机一样 属于总线型结构。 使用总线结构的优点是可方便用户扩展外部 设备。引脚介绍中提到的外部扩展接口， 设备。引脚介绍中提到的外部扩展接口，就 是外部总线。（对比PC机的 。（对比 机的USB总线） 总线） 是外部总线。（对比 机的 总线 单片机中， 在51单片机中，按结构可分为外部总线和内 单片机中 部总线，按功能可分为地址总线，数据总线， 部总线，按功能可分为地址总线，数据总线， 控制总线。 控制总线。
单 片 机 最 小 系 统
最小系统硬件的四个部分： 最小系统硬件的四个部分： 电源；复位；时钟； 电源；复位；时钟；EA/VPP； ；
硬件设计实例： 硬件设计实例： 用51单片机来实现一个计录按钮按下次 单片机来实现一个计录按钮按下次 数的计数装置，按钮按下次数由4位 数的计数装置，按钮按下次数由 位LED灯来 灯来 显示。要求：按钮没有按下时， 显示。要求：按钮没有按下时，为输入高电 按下后为低电平。 灭表示0， 平，按下后为低电平。LED灭表示 ，亮表示 灭表示 1。 。
常用 时钟电路
30 pF 30 pF
C1 C2
XTAL1 单 片 机 XTAL2
3. RST/VPD(9脚)：RST即为 脚： 即为RESET。该引脚为单片机的 即为 。 上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时， 上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时，该引脚上 出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作。它的 出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作。 作用是使单片机重新启动，回复到初始状态。上电时， 作用是使单片机重新启动，回复到初始状态。上电时，考虑 到振荡器有一定的起振时间，该引脚上高电平必须持续 到振荡器有一定的起振时间，该引脚上高电平必须持续10 ms以上才能保证有效复位。（对比 机的复位） 以上才能保证有效复位。（对比PC机的复位 以上才能保证有效复位。（对比 机的复位） VPD为备用电源 当VCC发生故障，降低到低电平规定值或 为备用电源,当 发生故障， 为备用电源 发生故障 掉电时，该引脚可接上备用电源 为内部RAM供电， 供电， 掉电时，该引脚可接上备用电源VPD(+5 V)为内部 为内部 供电 以保证RAM中的数据不丢失。 中的数据不丢失。 以保证 中的数据不丢失
单片机的外部扩展接口 PC目前最常用的扩展接口是 目前最常用的扩展接口是USB。 目前最常用的扩展接口是 。 单片机的外部扩展接口可以扩展： 单片机的外部扩展接口可以扩展：ROM，RAM，IO ， ， 设备。 设备。 扩展接口的组成： 扩展接口的组成： 地址线： 位的地址线， 位的地址线； 地址线：P2-高8位的地址线，P0-低8位的地址线； 高 位的地址线 低 位的地址线 数据线： 口 分时复用）； 数据线：P0口（分时复用）； 控制线： 控制线： ALE/PROG，PSEN，WR，RD ， ， ，
2.2. MCS - 51单片机外部引脚 单片机外部引脚
(a) 管脚图 （51系列的都是这样）
(b) 8051 引脚功能分类
时钟线
电源线
1.主电源引脚：供电 主电源引脚： 主电源引脚 VCC(40脚)：接+5 V电源正端。 电源正端。 脚： 电源正端 VSS(20脚)：接+5 V电源地端。 电源地端。 脚： 电源地端 供电电压不能偏离5V太多 类似人吃饭。 太多。 供电电压不能偏离 太多。类似人吃饭。 2.外接晶体引脚：提供时钟 外接晶体引脚： 外接晶体引脚 (组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别 组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别) 组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别 XTAL1(19脚)： XTAL2(18脚)： 脚： 脚： 外接晶体振荡器，不能超过24M；需加微调 外接晶体振荡器，不能超过 ； 电容，一般为30pF；类似人的心脏。 电容，一般为 ；类似人的心脏。
（3）在功能上，该系列单片机有基本型 ）在功能上， 和增强型两大类： 和增强型两大类： 基本型： 基本型： 8051/8751/8031 80C51/87C51/80C31 增强型： 增强型： 8052/8752/8032 80C52/87C52/80C32 8044
（4）在片内程序存储器的配置上，该系 ）在片内程序存储器的配置上， 列单片机有三种形式，即掩膜ROM（只可 列单片机有三种形式，即掩膜 （ 一次性烧写） 一次性烧写）、EPROM（可烧写多次，但 （可烧写多次， 须要专门的烧写器） 须要专门的烧写器 ） 和 ROMLess(无片内 无片内 程序存储器)。 程序存储器 。如： 字节的掩膜ROM； ﹡80C51有4K字节的掩膜 有 字节的掩膜 ； 字节的EPROM ； ﹡87C51有4K字节的 有 字节的 在芯片内无程序存储器。 ﹡80C31在芯片内无程序存储器。 在芯片内无程序存储器
总结： 总结： 当单片机不扩展外部总线接口设备时（ 当单片机不扩展外部总线接口设备时（即，不扩展 外部存储器和IO设备时），其引脚可分为 设备时），其引脚可分为： 外部存储器和 设备时），其引脚可分为： （1）电源引脚 （2）晶振引脚 ） ） 口具有第2功能 （3）并口 ，P1，P2，P3；其中 口具有第 功能 ）并口P0， ， ， ；其中P3口具有第 （4）控制引脚：EA，RST； ）控制引脚： ， ； （5） ALE/PROG(30脚) 和PSEN(29脚)没有作用 ） 脚 脚 没有作用
（2）该系列生产工艺有两种： ）该系列生产工艺有两种： 一是HMOS工艺 （ 高密度短沟道 工艺（ 高密度短沟道MOS工 一是 工艺 工 二是CHMOS工艺 （ 互补金属氧化物 工艺（ 艺 ） 。 二是 工艺 工艺） 的HMOS工艺）。 工艺 CHMOS是 CMOS和 HMOS的结合 ， 既保 是 的结合， 和 的结合 持了HMOS高速度和高密度的特点， 还具有 高速度和高密度的特点， 持了 高速度和高密度的特点 CMOS的低功耗 的特点 。 在产品型号中凡带 的特点。 的 低功耗的特点 有字母“ 的即为 的即为CHMOS芯片 ， CHMOS 芯片， 有字母 “ C”的即为 芯片 芯片的电平既与TTL电平兼容 ， 又与 电平兼容， 芯片的电平既与 电平兼容 又与CMOS 电平兼容。目前应用最多。 电平兼容。目前应用最多。
பைடு நூலகம்
80C51典型产品资源配置表 80C51典型产品资源配置表
﹡ 目 前 Intel 系 列 的 单 片 机 ： Intel80C31 、 80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等在市 、 ， 、 、 等在市 面上使用很少； 开创了单片机， 面上使用很少 ； （ Intel开创了单片机 ， 却没有占 开创了单片机 领市场） 领市场） 使用较多的产品有： 使用较多的产品有： ﹡ ATMEL的：AT89C51、AT89C52等； 的 、 等 ﹡ Philips的：NXP80C51 、 NXP80C52等 的 等 它们的内部结构完全相同，都是属于51系列 系列。 它们的内部结构完全相同，都是属于 系列。 采用的是FLASH结构。这样做的优点是单 结构。 而ROM采用的是 采用的是 结构 片机可以重复编程，而且编程工具简单。 片机可以重复编程，而且编程工具简单。大大增 强了单片机的实用性，因此使用广泛。 强了单片机的实用性，因此使用广泛。
当单片机需要扩展外部接口时，其引脚可分为： 当单片机需要扩展外部接口时，其引脚可分为： （1）电源引脚 （2）晶振引脚 ） ） 其中P3口具有第 口具有第2功能 （3）并口 ，P3, 其中 口具有第 功能 ）并口P1， （4）控制引脚：EA，RST； ）控制引脚： ， ； 口作为外部接口的地址总线， 口作 （5）P0，P2口作为外部接口的地址总线，P0口作 ） ， 口作为外部接口的地址总线 为外部的数据总线, 为外部的数据总线 ALE/PROG，PSEN，WR， ， ， ， RD构成控制总线。它们合起来构成了外部总线接 构成控制总线。 构成控制总线 口。
（1）MCS-51是Intel公司生产的一个单片 MCS-51是Intel公司生产的一个单片 机系列名称。 机系列名称。属于这一系列的单片机有多 种，如： ﹡8051/8751/8031； 8051/8751/8031； 8052/8752/8032； ﹡8052/8752/8032； ﹡80C51/87C51/80C31 8044等 ﹡80C52/87C52/80C32 8044等
上电复位
按钮复位
4．多功能输入 / 输出引脚：连接 设备 ． 输出引脚：连接IO设备 它是单片机外接输入输出设备的主要通道。 它是单片机外接输入输出设备的主要通道。 PC机中主要的输入设备：键盘，鼠标。单片机中 机中主要的输入设备： 机中主要的输入设备 键盘，鼠标。 主要是按钮。 主要是按钮。 PC机中主要的输出设备：显示器。单片机中主要 机中主要的输出设备： 机中主要的输出设备 显示器。 是LED灯。 灯 单片机中有四组8位的 位的IO口 单片机中有四组 位的 口：P0，P1，P2，P3 ， ， ，