MCS-51系列單片機的結構
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一. 基本組成
1.基本結構：
①一個(gè)8位的微處理器(CPU)。
②片內數據存儲器RAM(128B／256B)，用以存放可以讀／寫(xiě)的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據等。
③片內程序存儲器ROM／EPROM(4KB／8KB)，用以存放程序、一些原始數據和表格。但也有一些單片機內部不帶ROM／EPROM，如8031，8032，80C31等。
④四個(gè)8位并行I／O接口PO-P3，每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。
⑤兩個(gè)定時(shí)器／計數器，每個(gè)定時(shí)器／計取器都可以設置成計數方式，用以對外部事件進(jìn)行計數，也可以設置成定時(shí)方式，并可以根據計數或定時(shí)的結果實(shí)現計算機控制。
⑥五個(gè)中斷源的中斷控制系統。
⑦一個(gè)全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行I／O口，用于實(shí)現單片機之間或單片機與微機之間的串行通信。
⑧片內振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12 MHz。
二.內部結構(如圖1:MCS-51內部結構圖所示)
8051／8751／8031芯片的外部引腳和指令系統完全兼容，內部結構除ROM／EPROM不同外，其余完全相同。完整的計算機應該由運算器、控制器、存儲器(ROM及RAM)和I／O接口組成。一般微處理器(如Z80)只包括運算器和控制器兩部分。和一般微處理器相比，8051增加了四個(gè)8位I／O口、一個(gè)串行口、4KBROM、128BRAM、很多工作寄存器及特殊功能寄存器(SFR)。
(一) 中央處理單元CPU：是單片機有核心，是單片機的控制和指揮中心，由運算器和控制器等部件組成。
1.運算器：
（1）算術(shù)邏輯運算單元ALU(8位),完成 +、-、×、÷算術(shù)運算，與、或、非、異或邏輯運算、循環(huán)移位、位處理。
（2）累加器Acc(8位)， 需要ALU處理的數據和計算結果多數要經(jīng)過(guò)A累加器。
（3）程序狀態(tài)字PSW(8位)， 存放ALU運算過(guò)程的標志狀態(tài)
Cy AC F0 RS1 RS0 OV - P
（4）寄存器B(8位)， 與A累加器配合執行乘、除運算。也可用作通用寄存器。
2．控制器：
（1）程序計數器PC(16位)， CPU總是按PC的指示讀取程序。PC可自動(dòng)加1。因此CPU執行程序一般是順序方式。當發(fā)生轉移、子程序調用、中斷和復位等操作，PC被強制改寫(xiě)，程序執行順序也發(fā)生改變。 復位時(shí)，PC=0000H。
（2）指令寄存器(IR)：暫存當前指令。
（3）指令譯碼器(ID)：將每條指令譯碼變成控制電平。
（4）振蕩器及時(shí)鐘電路：8051片內有時(shí)鐘振蕩電路，頻率為：1.2-12MHZ。
（二）存儲器：8051片內ROM和RAM各自獨立，分為程序存儲器ROM和數據存儲器RAM。
1.程序存儲器（ROM）：8051和8751片內ROM為4KB,用于存放程序和表格等常數，地址從0000H開(kāi)始。
2.數據存儲器（RAM）：8051/8751/8031片內RAM均為128B，地址從00-7FH。詳細內容在第三節中介紹。
(三)I/O接口：
8051有四個(gè)8位并口P0-P3，雙向端口，詳細內容在第六節中介紹。
三.MCS-51系列單片機性能表
MCS-51不同型號產(chǎn)品硬件配置情況如圖2所示。
四.MCS-51溫度適應范圍
民 用： 0 ℃-70℃
工業(yè)品： -40℃-85 ℃
軍用品：-55℃-125 ℃
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