A. 51单片机的内部结构有哪些
51单片机内部包含的功能组件及作用主要有:
1、cpu主芯片(内部通过总线连接扩展的设备)
2、时钟电路(为单片机提供震荡脉冲)
3、电源电路(为单片机提供电源)
4、内部数据存储器RAM(包括通用数据寄存器和专用寄存器SFR,主要是数据存储区。)
5、程序存储器ROM(主要是存储程序,51系列有4K内部程序ROM,可以外扩64K。)
6、并行端口4*8位(P0,P1,P2,P3主要是数据交换接口。)
7、串行口(TXD,RXD用于串口通信。)
8、蠢州中断系统(外中断0,定时计数T0,外中断1,定时计数T1,串口中断。)
9、定时/计数器(16位用于外部的计数和定时功能。)
(1)51单片机的存储器结构导图扩展阅读
Proteus 自从有了单片机也就有了开发系统,随着单片机的发展开发系统也在不断发展。 keil是一种先进的单片机集成开发系统。它代表着汇编语言单片机开发系统的最新发展,首创多项便利技术,将开发的编程、仿真、调试、写入、加密等所有过程一气呵成,中间不须任何编译或汇编。
功能特性
1、可以仿真63K程序空间,接近64K 的16位地址空间。
2、可以仿真64Kxdata 空间,全部64K 的16位地址空间。
3、可以真实仿真全部32 条IO脚。
4、完全兼容keilC51 UV2 调试环境,可以通过UV2 环境进行单步,断点, 全速等操作。
5、可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试。
6、可以非常方便地进行所有变量观察,包括鼠标取值观察,即鼠标放在某 变量上就会立即显示出它此的值。
7、可选 使用用户晶振,支持0-40MHZ晶振频率。
8、片上带有768字节的xdata,您可以在仿真时选 使用他们,进行xdata 的仿真。
9、可以仿真双DPTR 指针。
10、可以仿真去除ALE 信号输出。
11、自适应300-38400bps 的所有波特率通讯。
12、体积非常细带裤蔽小,非常方便插入到用户板中.插入时紧贴用户板,没有连接电缆,这样可以有效地减少运行中的干扰,避免仿真时出现莫名其妙的故障。
13、仿真插针采用优质镀金插针,可纯哗以有效地防止日久生锈,选择优质园脚IC插座,保护仿真插针,同时不会损坏目标板上的插座. 。
14、仿真时监控和用户代码分离,不可能产生不能仿真的软故障。
15、RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路,串行通讯稳定可靠,绝非一般三极管的简易电路可比。
参考资料网络--51单片机
B. MCS-51单片机内部结构由哪几部分组成
单片机与微型计算机都是由CPU、存储器和输入/输出接口等组成的。
单片机(Single-Chip Microcomputer)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能。
集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。
特点:
单片机的特点可归纳为以下几个方 面:集成度高;存储容量大;外部扩展能力强;控制功能强。
1、从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统,称作位处理器,处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理,如传送、置位、清零、测试等,还能进行位的逻辑运算,其功能十分完备,使用起来得心应手。
2、同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间,使用极为灵活,这一功能无疑给使用者提供了极大地方便。
3、乘法和除法指令,这给编程也带来了便利。很多的八位单片机都不具备乘法功能,作乘法时还得编上一段子程序调用,十分不便。
C. 51单片机的硬件结构
本文主要讲解51单片机的硬件结构,而且只介绍重点知识。
由上图可以看出,51单片机组成结构包括以下几个部分:
时序信号:一类用于片内各功能的部件的控制,另一类用于片外存储器或IO端口的控制(这个对用户来说是比较重要的,在定时器部分会讲)
通过修改PSW中的RS1、RS0两位的状态,就能任选一个工作寄存器区。这个特点提高了MCS-51现场保护和现场恢复的速度。对于提高CPU的工作效率和响应中断的速度是很有利的。若在一个实际的应用系统中,不需要四组工作寄存器,那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。
按存储结构可分为二类:一类是哈佛结构,另一类是普林斯顿结构。
①哈佛结构
哈佛结构是程序存储器地址空间与数据存储器地址空间分开的单片机结构,如80C51单片机采用哈佛结构,所以80C51单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是分开的,各有64K存储空间。
②普林斯顿结构
普林斯顿结构是程序存储器地址空间与数据存储器地址空间合并的单片机结构,如MCS-96单片机采用普林斯顿结构,所以MCS-96单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是合并的,共有64K存储空间。
P3口还有第二功能,表如下:
若TI 或 RI 被置位,必须用软件清零,硬件不能将其清零。
在不设置IP优先级寄存器的话,单片机内部会按这个默认顺序优先级去响应各个中断。
上电复位后除端口锁存器,堆栈指针,SBUF外,单片机内部的复位电路向所有的特殊功能寄存器写入00H。SBUF的值是不能确定的。
复位还使ALE和PSEN信号变为无效(高电平),而内部RAM不受影响。但由于VCC上电复位后,RAM内容不定,除非是退回低功耗方式的复位。
D. MCS-51系列单片机包括哪几个主要部件各自的逻辑功能如何急!!!
MCS-51单片机存储器结构2008年06月01日 星期日 12:31MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间:
1、片内程序存储器
2、片外程序存储器
3、片内数据存储器
4、片外数据存储器
但在逻辑上,即从用户的角度上,8051单片机有三个存储空间:
1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间(MOVC)
2、256B的片内数据存储器的地址空间(MOV)
3、以及64K片外数据存储器的地址空间(MOVX)
在访问三个不同的逻辑空间时,应采用不同形式的指令(具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解),以产生不同的存储器空间的选通信号。
程序内存ROM
寻址范围:0000H ~ FFFFH 容量64KB
EA = 1,寻址内部ROM;EA = 0,寻址外部ROM
地址长度:16位
作用: 存放程序及程序运行时所需的常数。
七个具有特殊含义的单元是:
0000H —— 系统复位,PC指向此处;
0003H —— 外部中断0入口
000BH —— T0溢出中断入口
0013H —— 外中断1入口
001BH —— T1溢出中断入口
0023H —— 串口中断入口
002BH —— T2溢出中断入口
内部数据存储器RAM
物理上分为两大区:00H ~ 7FH即128B内RAM 和 SFR区。
作用:作数据缓冲器用。
下图是8051单片机存储器的空间结构图
程序存储器
一个微处理器能够聪明地执行某种任务,除了它们强大的硬件外,还需要它们运行的软件,其实微处理器并不聪明,它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中,俗称只读程序存储器(ROM)。程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。其实程序和数据一样,都是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中。
MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间,它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。对于内部无ROM的8031单片机,它的程序存储器必须外接,空间地址为64kB,此时单片机的端必须接地。强制CPU从外部程序存储器读取程序。对于内部有ROM的8051等单片机,正常运行时,则需接高电平,使CPU先从内部的程序存储中读取程序,当PC值超过内部ROM的容量时,才会转向外部的程序存储器读取程序。
当=1时,程序从片内ROM开始执行,当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。
当=0时,程序从外部存储器开始执行,例如前面提到的片内无ROM的8031单片机,在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。
8051片内有4kB的程序存储单元,其地址为0000H—0FFFH,单片机启动复位后,程序计数器的内容为0000H,所以系统将从0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元,这在使用中应加以注意:
其中一组特殊是0000H—0002H单元,系统复位后,PC为0000H,单片机从0000H单元开始执行程序,如果程序不是从0000H单元开始,则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令,让CPU直接去执行用户指定的程序。
另一组特殊单元是0003H—002AH,这40个单元各有用途,它们被均匀地分为五段,它们的定义如下:
0003H—000AH 外部中断0中断地址区。
000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。
0013H—001AH 外部中断1中断地址区。
001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。
0023H—002AH 串行中断地址区。
可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元,中断响应后,按中断的类型,自动转到各自的中断区去执行程序。从上面可以看出,每个中断服务程序只有8个字节单元,用8个字节来存放一个中断服务程序显然是不可能的。因此以上地址单元不能用于存放程序的其他内容,只能存放中断服务程序。但是通常情况下,我们是在中断响应的地址区安放一条无条件转移指令,指向程序存储器的其它真正存放中断服务程序的空间去执行,这样中断响应后,CPU读到这条转移指令,便转向其他地方去继续执行中断服务程序。
下图是ROM的地址分配图:
从上图中大家可以看到,0000H-0002H,只有三个存储单元,3个存储单元在我们的程序存放时是存放不了实际意义的程序的,通常我们在实际编写程序时是在这里安排一条ORG指令,通过ORG指令跳转到从0033H开始的用户ROM区域,再来安排我们的程序语言。从0033开始的用户ROM区域用户可以通过ORG指令任意安排,但在应用中应注意,不要超过了实际的存储空间,不然程序就会找不到。
数据存储器
数据存储器也称为随机存取数据存储器。数据存储器分为内部数据存储和外部数据存储。MCS-51内部RAM有128或256个字节的用户数据存储(不同的型号有分别),片外最多可扩展64KB的RAM,构成两个地址空间,访问片内RAM用“MOV”指令,访问片外RAM用“MOVX”指令。它们是用于存放执行的中间结果和过程数据的。MCS-51的数据存储器均可读写,部分单元还可以位寻址。
MCS-51单片机的内部数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间,即:
数据存储器空间(低128单元);
特殊功能寄存器空间(高128单元);
这两个空间是相连的,从用户角度而言,低128单元才是真正的数据存储器。下面我们就来详细的与大家讲解一下:
低128单元:
片内数据存储器为8位地址,所以最大可寻址的范围为256个单元地址,对片外数据存储器采用间接寻址方式,R0、R1和DPTR都可以做为间接寻址寄存器,R0、R1是8位的寄存器,即R0、R1的寻址范围最大为256个单元,而DPTR是16位地址指针,寻址范围就可达到64KB。也就是说在寻址片外数据存储器时,寻址范围超过了256B,就不能用R0、R1做为间接寻址寄存器,而必须用DPTR寄存器做为间接寻址寄存器。
从上图中我们可以看到,8051单片机片内RAM共有256个单元(00H-FFH),这256个单元共分为两部分。其一是地址从00H—7FH单元(共128个字节)为用户数据RAM。从80H—FFH地址单元(也是128个字节)为特殊寄存器(SFR)单元。从图1中可清楚地看出它们的结构分布。
1、通用寄存器区(00H-1FH)
在00H—1FH共32个单元中被均匀地分为四块,每块包含八个8位寄存器,均以R0—R7来命名,我们常称这些寄存器为通用寄存器。这四块中的寄存器都称为R0—R7,那么在程序中怎么区分和使用它们呢?聪明的INTEL工程师们又安排了一个寄存器——程序状态字寄存器(PSW)来管理它们,CPU只要定义这个寄存的PSW的D3和D4位(RS0和RS1),即可选中这四组通用寄存器。对应的编码关系如下表所示。惹程序中并不需要用4组,那么其余的可用做一般的数据缓冲器,CPU在复位后,选中第0组工作寄存器。
2、位寻址区(20H-2FH)
片内RAM的20H—2FH单元为位寻址区,既可作为一般单元用字节寻址,也可对它们的位进行寻址。位寻址区共有16个字节,128个位,位地址为00H—7FH。位地址分配如下表所示:
++++++++
CPU能直接寻址这些位,执行例如置“1”、清“0”、求“反”、转移,传送和逻辑等操作。我们常称MCS-51具有布尔处理功能,布尔处理的存储空间指的就是这些为寻址区。
3、用户RAM区(30H-7FH)
在片内RAM低128单元中,通用寄存器占去32个单元,位寻址区占去16个单元,剩下的80个单元就是供用户使用的一般RAM区了,地址单元为30H-7FH。对这部份区域的使用不作任何规定和限制,但应说明的是,堆栈一般开辟在这个区域。
高128单元:(80H-FFH)
前面提到,在片内的RAM中,高128位是专用寄存器区,因这节比较重要,所以我们单独的安排一节课跟大家介绍。下节课我们就重点介绍51单片机片内RAM的高128位,即专用寄存器区
E. 8051单片机的内部硬件结构包括哪五大部分
8051单片机的内部硬件结构包括:
1、中央处理器CPU:它是单片机内部的核心部件,决定了单片机的主要功能特性,由运算器和控制器两大部分组成。
2、存储器:8051单片机在系统结构上采用了哈佛型,将程序和数据分别存放在两个存储器内,一个称为程序存储器,另一个为数据存储器在物理结构上分程序存储器和数据存储器,有四个物理上相互独立的存储空间,即片内ROM和片外ROM,片内RAM和片外RAM。
3、定时器/计数器(T/C):8051单片机内有两个16位的定时器/计数器,每个T/C既可以设置成计数方式,也可以设置成定时方式,并以其定时计数结果对计算机进行控制。
4、并行I/O口:8051有四个8位并行I/O接口(P0~P3),以实现数据的并行输入输出。
5、串行口:8051单片机有一个全双工的串行口,可实现单片机和单片机或其他设备间的串行通信。
6、中断控制系统:8051共有5个中断源,非为高级和低级两个级别它可以接收外部中断申请、定时器/计数器申请和串行口申请,常用于实时控制、故障自动处理、计算机与外设间传送数据及人机对话等。
(5)51单片机的存储器结构导图扩展阅读:
单片机不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
F. MCS-51系列单片机系统的存储器结构
8051存储器包括内部数据存储器RAM,地址为00~7FH,特殊功能存储器80H~FFH,外部扩展数据存储器,地址:0000H~FFFFH,外部扩展数据存储器:0000H~FFFFH。
内部数据存储器又细分为:
工作寄存器:00~1FH(共四组)
位寻址寄存器:20H~2FH(位地址00H~7FH)
用户寄存器:30H~7FH
位地址20H的具体地址为:24H.0
G. 51单片机最小系统原理图
我是一名单片机工程师,下面的讲解你参考一下.
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51单片机共有40只引脚.下面这个就是最小系统原理图,就是靠这四个部分,这个单片机就可以运行起来了.(看下面的数字标记,1234)
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这个脚是存储器使用选择脚,当这个脚接”地”时,那么就是告诉单片机,选择使用外部存储器,当这个脚接”5V”时,说明单片机使用内部存储器.
如果选择外部的存储器,太浪费单片机仅有的资源,所以这一脚永远接电源5V(如上图所示),使用单片机的内部存储器.
5 如果内部存储器不够容量,最多选择更高级的容量,就可以解决容量不够的问题了,就是这么简单
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一天入门51单片机:点我学习
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我是岁月哥,愿你学习愉快!
H. 51单片机的存储器从结构上可以分为哪几部分
1)MCS-51单片机的存储器从物理结构上分为:片内和片外数据存储器,片内和片外程序存储器。
2)从逻辑上分别则罩可划答手分为:片内统一寻址的64K程序存储器空间(0000H---FFFFH);64KB的片外数据存储器空间(0000H---FFFFH);256B的片内数据存储器空间(00H---FFH)。
(8)51单片机的存储器结构导图扩展阅读:
使用方法:
1、将仿真器插入需仿真的用户板的CPU插座中,仿真器由用户板供电;
2、将仿真器的串行电缆和PC机接好,打开用户板电源;
3、通过KeilC 的IDE开发仿真环境UV2 下载用户程孙举闹序进行仿真、调试。
硬件说明
1、使用用户板的晶振:仿真器晶振旁有两组跳线用来切换内部晶振和用户板晶振,当两个短路块位于仿真器晶振一侧时,默认使用仿真板上的晶振(11.0592MHz), 当两个短路块位于电容一侧时,使用用户板的晶振。
2、为便于调试带看门狗的用户板,仿真器的复位端未与用户板复位端相连;故仿真器的复位按钮只复位仿真器,不复位用户板;若要复位用户板,请使用用户板复位按钮。
I. 这是51单片机程序存储器结构 ,谁能给我解释一下什么意思啊,那最上面的60kb怎么理解
就是EA=1时选择内部寄存器,0时是外部寄存器,0000-0FFF,是存储地址,每个地址依次是0000,0001,0002,.....,0FFF,0FFF用2进态尘制表示的,即0000 1111 1111 1111,转换成十困散进制是2的12次方,是4048,即4K,如图表示的内部存储器容量,如果从0000到帆尺禅FFFF,是2的16次方,即64K,所以外部存储器容量是减4K,即60K
J. 51单片机结构及原理的思维导图
51系列单片机有多种型号,略有差别,总体结构如图。