MCS-51单片机的基本结构MCS-51单片机的基本结构:1、微处理器CPU：为8位的CPU，且内含一个1位CPU（布尔处理器），不仅可以处理字节数据，还可以进行位变量的处理。2、内部数据存储器（RAM）：128字节片内RAM。（8052系列为256字节）3、内部程序存储器（ROM/EPROM/）:8031无此器件，8051为4KROM，8751为4KEPROM。4、定时器/计数器：内含2个16位定时/计数器，具有四种工作方式。5、串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。6、中断控制系统：具有5个中断源，2级中断优先权。7、P0、P1、P2、P3：为4个并行8位I/O口。8、特殊功能寄存器（SFR）：共有21个，用于对片内各功能模块进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM区。1、电源、时钟电路VCC（40脚）—+5V电源VSS（20脚）—地XTAL1（19脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。XTAL2（18脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。MCS-51的时钟可由内部方式或外部方式产生。1）内时钟方式利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可以观察到XTAL2输入的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，连接方法如图2.2（a）所示。晶体可以在1.2MHz~33MHz之间任选，电容可以在20~30pF之间选择，电容C1、C2的大小对振荡频率有微小影响，可对频率起微调作用。在设计印制板时，石英晶体和电容应尽可能与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，保证振荡器可靠工作，为提高温度稳定性，采用NPO电容为优。2）外时钟方式如图2.1（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器，对外部振荡信号无特殊要求，由于XTAL2端的电平不是TTL电平，故应接一上拉电阻。外部振荡器的频率应低于33MHz。（a）内时钟方式（b）外时钟方式图2.1MCS-51时钟方式电路图2、控制信号1）RST/VPD（9脚）复位信号时钟电路工作后，在此引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内寄存器置初值。但初始化不影响片内RAM状态，只在该引脚保持高电平，MCS-51将循环复位。RST/VPD从高电平变低电平时，单片机将从0号单元取指，开始执行程序。另外，该引脚还具有复用功能，只要将VPD接+5V备用电源，一但VCC电位突然下降或断电，能保护片内RAM中的信息不被丢失，使复电后能正常工作。MCS-51通常采用上电复位和开关复位二种方式。其简单的复位应用电路如图2.2所示。上电瞬间，电容两端电压不能突变，此时RST端为高电平，随着+5V通过电阻给电容充电，RST端电位逐步下降。只要RST端电平在高电平段保持两个以上机器周期，单片机即复位，从而实现上电自动复位。开关复位，只要将按键按下，RST为高电平，复位有效。图2.2复位电路MCS-51的复位状态内部寄存器状态2）ALE/（30脚）地址锁存信号P0口作为地址/数据复用口，用ALE区分P0口上的信息究竟是地址还是数据。ALE高电平期间，P0口输出地址信息，在ALE下降沿时，将P0口上地址信息锁存到片外地址锁存器。在ALE低电平期间P0口上输出/输入指令和数据信息。当访问外部存贮器时，P0口输出的低八位地址由ALE输出的控制信号锁存到片外地址锁存器，P0口输出地址低八位后，又能与片外存贮器之间传送数据信息。不访问片外存贮器时，该端也以六分之一的时钟频率固定输出正脉冲。因而亦可作系统中其它芯片的时钟源。ALE可驱动8个TTL门。对于EPROM型单片机，在EPROM编程时，此脚用于编程脉冲的输入端。3）PSEN（29脚）片外程序存贮器选通信号，低有效。当89C51访问片外程序存贮器时，程序计数器PC通过P2口和P0口输入十六位指令地址，PSEN作为程序存贮器读信号，输出负脉冲将相应存贮单元的指令读出并送到P0口上，供89C51执行。PSEN同样可驱动8个TTL门输入。4）EA/VPP（31脚）内部和外部程序存贮器选择信号，对于89C51来说，内部有4K字节的程序存贮器，当为高时，CPU访问程序存贮器有两种情况：①地址小于4K时访问内部程序存贮器。②地址大于4K时访问外部程序存贮器。若接地，则不使用内部程序存贮器，不管地址大小，取指时总是访问外部程序存贮器。对于E2PROM型的单片机，在EPROM编程时，此引脚用于施加编程电压（VPP）。3、I/O口MCS-51单片机有4个双向8位I/O口P0~P3，P0口为三态双向口，负载能力为8个LSTTL门电路，P1~P3