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8051單片機的內部硬體結構

發布時間:2024-05-30 19:24:02

Ⅰ 80c51+鍗曠墖鏈虹殑RAM+鍒嗕負鍑犻儴鍒鍚勬湁浠涔堢壒鐐瑰拰鍔熻兘|

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Ⅱ 求解8051單片機的硬體結構特點!!!!!!!!!!!!!!

51單片機的內部硬體結構(CPU工作原理,儲存器結構,51,52和89C51,89S51型號對比)2009-09-1523:4851系列單片機的內部結構

主要由以下部分組成:CPU、RAM、ROM、四個並行I/O口、1個串列口、2個16位定時器/計數器、中斷系統、特殊功能寄存器。

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簡述下CPU的工作原理

構建CPU的基石是晶體管,可以看成是微型電子開關,代表兩種狀態:ON(開)和OFF(關)。這一開一關兩種狀態正好與二進制中的基礎狀態「0」和「1」對應。

CPU由控制單元、運算單元、寄存器單元和時鍾等組成。運算單元是計算機對數據進行加工處理的中心,它主要由算術邏輯部件(ALU:ArithmeticandLogicUnit)、寄存器組和狀態寄存器組成。

CPU工作流程:指令指示器指向內存中存放指令的地方。取指器在那裡取出指令,並把它交給解碼器。解碼器解釋指令。然後,ALU執行指令所要求的操作,它對數據進行加、減運算,或者其它的一些處理。在CPU解釋並執行完一條指令後,控制器會告訴取指器在內存中取出下一條指令。這個過程一直持續著,一條指令接一條指令,以令人眼花的速度運行。為了使一切都按時發生,各組成部分還需要一個時鍾發生器。時鍾發生器是用來調節CPU的每一個動作的。像節拍器一樣,它發出調整CPU步伐的脈沖。

舉個簡單的例子,某個指令系統的指令長度為32位,操作碼長度為8位,地址長度也為8位。當它收到一個「」的指令時,先取出它的前8位操作碼,即00000010,分析得出這是一個減法操作,有3個地址,分別是兩個源操作數地址和一個目的地址。於是,CPU就到內存地址00000100處取出被減數,到00000001處取出減數,送到ALU中進行減法運算,然後把結果送到00000110處。

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更詳細的單片機內部結構

圖中一些重要的寄存器:

PSW是標志寄存器或程序狀態字,其中存放著各種標志位,比如溢出標志、進位標志等。

PC是程序計數器,存放著下一條將要執行的指令的地址(16位),可定址64KB地址空間。復位後的值是0000H。CPU每讀取一個位元組的指令內容,PC即自動加一,不能在程序中直接讀或修改PC的內容。

IR是指令寄存器,ID是指令解碼器。

DPTR是數據指針,16位地址寄存器,可以定址64KB地址空間。

ACC是累加器,常用A表示,在運算器做運算時其中一個數一定是在ACC中,所有的運算類指令都離不開它。

B是乘除運算寄存器,在做乘、除法時放乘數或除數。

SP是堆棧指針。單片機的RAM中有一個區域是堆棧區,存放數據的規則是「先進後出,後進先出」。用堆棧來存放數據的原因是在運算時可以簡化操作。

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儲存器結構

採用程序與數據分離的哈佛結構

特殊功能寄存器結構見這里。

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不同機型硬體特性

MCS-51系列單片機分為兩大系列,即51子系列與52子系列。

51子系列:基本型,根據片內ROM的配置,對應的晶元為8031、8051、8751、8951

52子系列:增強型,根據片內ROM的配置,對應的晶元為8032、8052、8752、8952

片內ROM型式

ROM

大小

RAM

大小

定址范圍

I/O特性

中斷源

數量

ROM

EPROM

計數器

並行口

8031

8051

8751

4KB

128B

64KB

2*16

4*8

5

80C31

80C51

87C51

4KB

128B

64KB

2*16

4*8

5

8032

8052

8752

8KB

256B

64KB

3*16

4*8

6

80C32

80C52

87C52

8KB

256B

64KB

3*16

4*8

6

8051與80C51單片機的主要差別就在於晶元的製造工藝上,80C51的製造工藝是在8051基礎上進行了改進。8051系列單片機採用的是HMOS工藝,高速度、高密度;80C51系列單片機採用的是CHMOS工藝,高速度、高密度、低功耗;也就是說80C51單片機是一種低功耗單片機。

89C51和89S51內核相同,89S51針對89C51的明顯的幾個升級如下:

1.程序存儲器寫入方式:二者的寫入程序的方式不同,89C51隻支持並行寫入,同時需要VPP燒寫高壓。89S51則支持ISP在線可編程寫入技術!串列寫入,速度更快,穩定性更好,燒寫電壓也僅僅需要4~5V即可。

2.電源范圍:89S5*電源范圍寬達4~5。5V,而89C5*系列在低於4。8V和高於5。3V的時候則無法正常工作。

3.工作頻率:目前89S1*的性能遠高於89C5*,89S5*系列支持最高高達33MHZ的工作頻率,而89C51工作頻率范圍最高只支持到24M。

4.市場價格:由於89C51已經全面停產,所以在市場價格方面,庫存的89C5*的批發價格要比89S5*貴將近一倍!

5.兼容型:89S5*向下兼容89C5*,就是說用89S5*可以替代89C5*使用,同樣的程序,運行結果相同。

6.加密功能:89S5*系列全新的加密演算法,這使得對於89S51的解密變為不可能,程序的保密性大大加強,這樣就可以有效的保護知識產權不被侵犯。

7.抗干擾性:內部集成看門狗計時器,不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。

8.燒寫壽命更長:由Flash存儲器取帶了原來的ROM,89S5*標稱的1000次,實際最少是1000次~10000次。

Ⅲ 8051單片機的內部硬體結構包括哪些

8051單片機:
1、有一個CPU用來運算和控制,
2、有四個並行IO口,分別是P0、P1、P2、P3,
3、有ROM,用來存放程序,
4、有RAM,用來存放中間結果,
5、定時計數器,
6、串列IO口,
7、中斷系統,
8、一個內部的時鍾電路。

Ⅳ 8051鍐呴儴緇撴瀯鏈夊摢浜涳紵

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