MCS-51单片机基本结构与工作原理解析

"单片机原理及应用课件——第2章 单片机的基本结构与工作原理，主要讲解了MCS-51系列单片机的总体结构、时钟系统、存储器配置以及硬件配置等核心内容。" 在本章节中，我们深入探讨了MCS-51单片机的基础知识，它包括以下关键点： 1. **MCS-51总体结构**：MCS-51系列是Intel公司推出的单片机，其中包括8051、8031和8751等不同型号，它们的CPU处理能力和指令系统保持一致，区别在于存储器和I/O接口的配置。例如，8031没有片内ROM，而8051则内置4KB的ROM。 2. **MCS-51存储器配置**：存储器分为片内ROM和RAM。片内ROM有EPROM、EEPROM等不同形式，容量从4KB到8KB不等，片内RAM容量从128B到256B。此外，还有定时/计数器和中断源的不同配置。 3. **硬件基本配置**：MCS-51单片机的核心是一个8位CPU，具备片内ROM/EPROM和RAM，16位定时器/计数器，中断处理系统，以及4个8位并行I/O接口。同时，它还包含一个全双工串行I/O接口。 4. **MCS-51单片机引脚功能**：单片机的引脚包括电源引脚Vcc和Vss，外接晶振引脚XTAL1和XTAL2，以及I/O引脚P0、P1、P2和P3。控制和复位引脚如ALE、PSEN、EA和RST，其中P0口可以作为低8位地址，P1是准双向口，P2作为高8位地址，P3具有第二功能，如数据总线、地址总线、控制总线和I/O接口。 5. **I/O口线功能**：P0口在某些操作中同时用作数据总线和地址总线；P1口是标准双向输入/输出口；P2口除了作为地址总线的一部分，还可以作为I/O口；P3口则具有多种功能，如控制信号和I/O接口。 6. **控制线功能**：ALE用于锁存地址信号，PSEN是外部程序存储器读取信号，EA控制是否使用外部ROM，PSEN和EA结合使用决定程序存储器的选择，RST/VPD用于复位和掉电保护。 7. **MCS-51单片机内部结构**：主要包括中央处理器CPU，算术逻辑单元ALU，以及寄存器系统等。CPU执行指令，ALU进行算术和逻辑运算，寄存器则用于暂存数据和控制信息。 8. **CPU内部结构**：CPU由ALU和控制单元组成，ALU执行加减乘除等运算，而控制单元负责解析指令，生成控制信号以协调整个系统的工作。 这个课件详细阐述了MCS-51单片机的基础构造，对于理解单片机的工作原理、学习如何编程和应用单片机具有重要的指导意义。通过深入学习这一章节，读者能够掌握单片机的核心组件和其相互作用方式，为进一步学习单片机编程和实际项目开发奠定基础。