MCS-51单片机的外部结构和工作原理.doc

标题: MCS-51单片机的外部结构和工作原理
教学目标与要求:熟练掌握MCS-51单片机的工作原理、MCS-51单片机存储器配置。掌握MCS-51单片机芯片的外部引脚及功能。理解单片机时钟电路、CPU的时序、复位电路、输入/输出端口结构和工作原理。
授课时数: 4学时
教学重点:MCS-51单片机的工作原理、MCS-51单片机存储器结构的结构及存储器配置
教学内容及过程:
引入:由于前面的学习我们已经简单了解单片机的特点及开发过程,我们为了更好的使用单片机来为我们服务,我们从使用的角度全面了解单片机外部结构及其工作原理及基本电路:
单片机的外部结构:
40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。
⒈电源: ⑴ VCC - 芯片电源,接+5V;
⑵ VSS - 接地端;
⒉时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊控制线:控制线共有4根,
⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲
① ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址

② PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输入编程脉冲。
⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
① RST(Reset)功能:复位信号输入端。
② VPD功能:掉电情况下,接备用电源。
⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
① EA功能:内外ROM选择端。
② Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。
⒋ I/O线
80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。
二、单片机工作的条件
拿到一块芯片,想要使用它,首先必须要知道怎样连线,我们用的一块称之为89C51的芯片,下面我们就看一下如何给它连线。
1、电源:这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源,其中正极接40引脚,负极(地)接20引脚。
2、振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须提供脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。只要买来晶振,电容,连上就可以了,按图1接上即可。
3、复位引脚:按图1中画法连好,至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。
4、EA引脚:EA引脚接到正电源端。至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开始工作了。
见图2:
图2
三、课题二:信号灯的设计
我们的这任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED,显然,这个LED必须要和单片机的某个引脚相连,否则单片机就没法控制它了,那么和哪个引脚相连呢?单片机上除了刚才用掉的5个引脚,还有35个,其中32个是输入、输出端口,我们可以通过他们控制外部电路,我们可以用其中一个端口,,例如接成如下电路,见图3:
图3
单片机能正常工作了,但如何叫它按我们的想法工作呢,叫人做事,说一声就可以,这叫发布命令,要计算机做事,也得要向计算机发命令,计算机能听得懂的命令称之为计算机的指令。让一个引脚输出高电平的指令是SETB,让一个引脚输出低电平的指令是CLR。因此