第一章MCS51单片机的结构与原理.doc

第一章MCS51单片机的结构与原理试比较MCS-51,MSP430,EM78,PIC,M6800及AVP等系列单片机的特点。解:MCS-51为主流产品。MSP430的功能较强。是一种特低功耗的Flash微控制器。主要用于三表及超低功耗场合。EM78系列单片机采用高速CMOS工艺制造,低功耗设计为低功耗产品,价格较低。具有三个中断源、R-OPTION功能、I/O唤醒功能、多功能I/O口等。具有优越的数据处理性能,采用RISC结构设计。PIC系列8位单片机是Microship公司的产品。CPU采用RISC结构,运行速度快,价格低适于用量大、档次低、价格敏感的产品。Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一,品种全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低,抗干扰能力强,比较适合于工控领域及恶劣的环境。AVR是增强RISC内载Flash的单片机,单片机内部32个寄存器全部与ALU直接连接,突破瓶颈限制,每1MHz可实现1MIPS的处理能力,为高速、低功耗产品。端口有较强的负载能力,可以直接驱动LED。支持ISP、IAP,I/O口驱动能力较强。MCS-51系列单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能部件?各个逻辑部件的主要功能是什么?解:MCS-51单片机在片内集成了中央处理器(CPU)、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口和中断系统等几大单元。CPU是整个单片机的核心部件,由运算器和控制器组成。运算器可以完成算术运算和逻辑运算,其操作顺序在控制器控制下进行。控制器是由程序计数器PC(ProgramCounter)、指令寄存器IR(InstructionRegister)、指令译码器ID(InstructionDecoder)、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路组成。CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出,存放在IR中,ID对IR中的指令码进行译码,定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时,以产生执行本条指令所需的全部信号。程序存储器(ROM)用于存储程序、常数、表格等。数据存储器(RAM)用于存储数据。8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器T0和T1,均为二进制加1计数器。可用于定时和对外部输入脉冲的计数。8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控制器IP等电路组成。可实现对5个中断源的管理。8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控制器IP等电路组成。其中,IE用于控制5个中断源中哪些中断请求被允许向CPU提出,哪些中断源的中断请求被禁止;IP用于控制5个中断源的中断请求的优先权级别。I/O接口是MCS-51单片机对外部实现控制和信息交换的必经之路,用于信息传送过程中的速度匹配和增加它的负载能力。可分为串行和并行I/O接口。MCS-51系列单片机的引脚中有多少根I/O线?它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有什么关系?其地址总线和数据总线各有多少位?对外可寻址的地址空间有多大?解:80C51单片机有4个I/O端口,每个端口都是8位双向口,共占32根引脚。每个端口都包括一个锁存器(即专用寄存器P0~P3)、一个输入驱动器和输入缓冲器。通常把4个端口称为P0~P3。在无片外扩展的存储器的系统中,这4个端口的每一位都可以作为双向通用I/O端口