MCS-51单片机硬件结构详解

"MCS-51单片机的硬件结构.ppt" MCS-51单片机是微控制器领域中的一种经典型号，广泛应用于各种嵌入式系统设计。本章详细介绍了其硬件结构，包括物理结构、逻辑结构、片外总线结构、存储器配置以及CPU的时序和辅助电路。 2.1 MCS-51单片机的物理结构与逻辑结构 MCS-51单片机的物理结构涉及其封装和引脚分配。常见的封装形式有40引脚双列直插式封装，如8031、8051和8751等。引脚定义包括电源、接地、时钟输入、复位、数据总线、控制总线和I/O端口等。逻辑结构上，MCS-51包含了一个8位微处理器CPU，以及内部的数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。 2.1.1 引脚定义 引脚分配中，如P1.0到P1.7是可编程的I/O端口，RST/VPD用于复位，RXD和TXD用于串行通信，INT0和INT1为外部中断输入，T0和T1是定时/计数器输入，WR和RD用于存储器读写控制，XTAL1和XTAL2是晶体振荡器的输入和输出引脚，VSS和VCC分别代表接地和电源。 2.1.2 系统结构 MCS-51的系统结构包括了CPU、内部ROM、RAM、定时/计数器、并行端口、串行端口、中断系统和时钟电路。其中，CPU执行指令，ROM存储程序，RAM存储数据，定时/计数器可以用于计数或定时，四个并行端口P0、P1、P2、P3具有双向性，串行端口用于串行通信，中断系统处理外部事件，时钟电路提供工作时钟。 2.2 片外总线结构 MCS-51支持扩展外部存储器，通过片外总线连接外部ROM、RAM和其他扩展设备。ALE（地址锁存使能）、PSEN（程序存储器读选通信号）和EA（访问扩展存储器控制）等引脚用于扩展存储器操作。 2.3 存储器配置 MCS-51内置了一定容量的ROM和RAM，同时可以通过EA引脚选择内部或外部存储器进行程序执行。ROM用于存储程序，RAM则用于数据存储和运算。 2.4 CPU的时序及辅助电路 CPU的时序涉及到读写周期、机器周期、指令周期等，这些时序决定了指令执行的速度和方式。辅助电路如时钟电路提供稳定的时钟信号，确保MCS-51正常工作。 总结，MCS-51单片机的硬件结构复杂而完整，集成了多种功能单元，能够满足各种嵌入式应用的需求。理解其硬件结构对于进行有效的程序设计和系统集成至关重要。