第2章MCS-51单片机的基础知识教学内容和要求本章系统的介绍51单片机的内部结构、引脚定义和引脚特性、存储器、寄存器等内容。注意：本章内容不必很深入的去学习，知道一些基本知识即可。原因如下：在起步阶段，不用过多的了解单片机的内部结构、工作原理的全部细节，这会阻碍学习的进度。特别是在以高级语言为主的情况下。如有需要，在以后的学习和开发过程中，完全可以参考其它讲解更为详细的资料。1、MCS-51单片机的内部结构1、MCS-51单片机的内部结构目前很多厂商生产51单片机，从外观到内部资源不完全一样，但是其MCU结构一致，都采用了8051核。一个基本的51单片机通常包括以下部件：中央处理器（CPU）、ROM、RAM、I/O口、定时器、串口、中断控制器、振荡电路等。MCS—51系列单片机的内部结构框图如图所示①CPU②ROM③RAM④振荡电路⑤输入输出口（I/O口）⑥定时/计数器⑦中断控制器上图为按功能划分的MCS—51系列单片机内部结构简化框图。分析上图,并按其功能部件划分可以看出,MCS—51系列单片机是由8大部分组成的。这8大部分是:·一个8位中央处理机CPU。·128个字节（MCS—52子系列为256字节）的片内数据存储器RAM。·4KB（MCS—52子系列为8KB）的片内程序只读存储器ROM或EPROM（8031和8032无）。·18个（MCS—52子系列为21个）特殊功能寄存器SFR。·4个8位并行输入输出I/O接口:P0口、P1口、P2口、P3口（共32线）,用于并行输入或输出数据。·1个串行I/O接口。·2个（MCS—52子系列为3个）16位定时器/计数器。·1个具有5个（MCS—52子系列为6个或7个）中断源,可编程为2个优先级的中断系统。它可以接收外部中断申请,定时器/计数器中断申请和串行口中断申请。图2―1MCS—51系列单片机内部结构框图2、MCS-51单片机的引脚定义与特性1）主电源引脚Vcc和Vss2）外接晶体引脚XTAL1和XTAL23）控制信号或与其它电源复用引脚1）主电源引脚Vcc和VssVCC（40脚）:接+5V电源正端;VSS（20脚）:接+5V电源地端。2）外接晶体引脚XTAL1和XTAL2注意：可以接外部晶体振荡器或者外部时钟。如下图XTAL1（19脚）:接外部石英晶体的一端。在单片机内部,它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部时钟时,对于HMOS单片机,该引脚接地;对于CHMOS单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端。XTAL2（18脚）:接外部晶体的另一端。在单片机内部,接至片内振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部时钟时,对于HMOS单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端;对于CHMOS芯片,该引脚悬空不接。3）控制信号或与其它电源复用引脚控制信号或与其它电源复用引脚有RST/VPD、和等4种形式。（1）RST/VPD（9脚）:RST即为RESET,VPD为备用电源,所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。（2）(30脚):当访问外部存储器时,ALE（允许地址锁存信号）以每机器周期两次的信号输出,用于锁存出现在P0口的低8位地址。（3）（29脚）:片外程序存储器读选通信号输出端,低电平有效。（4）（31脚）:为访问外部程序存储器控制信号,低电平有效。4）输入/输出（I/O）引脚P0口、P1口、P2口及P3口（1）P0口（39脚～32脚）:P0.0～P0.7统称为P0口。（2）P1口（1脚～8脚）:P1.0～P1.7统称为P1口,可作为准双向I/O接口使用。（3）P2口（21脚～28脚）:P2.0～P2.7统称为P2口,一般可作为准双向I/O接口。（4）P3口（10脚～17脚）:P3.0～P3.7统称为P3口。单片机引脚图1）存储器的总体结构2）MCS-51的寄存器1）存储器的总体结构8051的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式不同，它把程序存储器和数据存储器分开，有各自的寻址系统、控制信号和功能。MCS—51单片机存储器的分类：从物理结构上可分为:片内、片外程序存储器（8031和8032没有片内程序存储器）与片内、片外数据存储器;从寻址空间分布可分为:程序存储器、内部数据存储器和外部数据存储器3大部分;从功能上可分为:程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间和外部数据存储器5大部分。如下页图片内外统一寻址的64KB程序存储器空间，地址范围为0000H～FFFFH。64KB的片外数据存储器空间，地址范围0000H～FFFFH。256B的片内数据存储器空间，地址范围为00H～FFH。或者用下面的图来表示：MCS—51单片机存储器空间结构图（a）程序存