第2章89c51單片機單片機的硬件結構

第2章89c51單片機單片機的硬件結構202X-12-29匯報人：89c51單片機簡介89c51單片機硬件組成89c51單片機的引腳配置與功能89c51單片機的封裝與制作工藝89c51單片機與其他單片機的比較contents目錄CHAPTER89c51單片機簡介0189c51單片機是一種基于CMOS技術的8位微控制器，由Intel公司在1980年代推出。定義低功耗、高性能、高可靠性、易用性以及豐富的外設接口。特點定義與特點用于各種自動化設備和工業(yè)控制系統(tǒng)的控制核心。工業(yè)控制用于各種智能儀表的測控和數(shù)據(jù)處理。智能儀表用于各種家用電器的智能化控制和數(shù)據(jù)處理。家電產(chǎn)品用于各種通信設備的控制和數(shù)據(jù)處理。通信設備應用領域Intel公司發(fā)布8051系列單片機，成為微控制器市場的主流產(chǎn)品。1980年代初隨著技術的不斷發(fā)展，89c51單片機逐漸成為市場主流，廣泛應用于各個領域。1990年代隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，89c51單片機在智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等領域的應用越來越廣泛。2000年代至今發(fā)展歷程CHAPTER89c51單片機硬件組成02中央處理器(CPU)是單片機的核心部分，負責執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)。運算器包括累加器、算術邏輯單元(ALU)和寄存器，用于執(zhí)行算術和邏輯運算。中央處理器(CPU)89c51單片機的中央處理器由運算器、控制器和寄存器組組成，實現(xiàn)算術、邏輯、比較和轉移等操作?？刂破髫撠熥x取指令并協(xié)調各個部件的工作，確保程序流暢執(zhí)行。02030401存儲器存儲器是用于存儲程序代碼和數(shù)據(jù)的電路。89c51單片機內部包含一個程序存儲器(FlashMemory)，用于存儲程序代碼。此外，還包含一個內部數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，用于存儲臨時數(shù)據(jù)和堆棧。外部擴展存儲器可通過外部接口進行擴展，以滿足更大存儲需求。01I/O接口是連接單片機與外部設備的橋梁。0289c51單片機具有多個并行I/O端口，用于與外部設備進行數(shù)據(jù)傳輸和控制。03I/O端口可以配置為輸入或輸出模式，以便讀取外部設備狀態(tài)或控制外部設備。04通過I/O端口，單片機可以與LED、LCD、傳感器、電機等設備進行交互。輸入/輸出(I/O)接口03時鐘信號的頻率決定了單片機執(zhí)行指令的速度，因此需要根據(jù)實際需求選擇合適的時鐘頻率。01時鐘電路為單片機提供工作時鐘信號，控制單片機的運行速度和時序。0289c51單片機的時鐘電路通常包含一個振蕩器和分頻器，用于產(chǎn)生單片機所需的時鐘信號。時鐘電路0102電源電路89c51單片機的電源電路通常包括一個電源芯片和濾波電容，將外部電源轉換為單片機所需的電壓值。電源電路為單片機提供所需的電源電壓，確保單片機正常工作。CHAPTER89c51單片機的引腳配置與功能03電源引腳VCC正電源引腳，通常接+5V或+3.3V直流電源。VSS接地引腳，用于將單片機與大地相連，以提供參考電位。復位引腳，用于將單片機復位到初始狀態(tài)。RST外部訪問禁止引腳，用于控制單片機是否允許外部訪問內部存儲器。EA控制引腳P0、P1、P2、P3四個并行I/O端口，用于數(shù)據(jù)輸入輸出操作。每個端口有8個引腳，可以獨立配置為輸入或輸出模式。ALE/PROG地址鎖存使能引腳，用于控制地址信號的輸出。在訪問外部存儲器時，ALE引腳輸出一個時鐘脈沖，用于鎖存地址信號。PROG引腳用于編程操作，通常與編程器接口相連。I/O口引腳CHAPTER89c51單片機的封裝與制作工藝04表面貼裝封裝（SMD）隨著技術的發(fā)展，表面貼裝封裝的單片機越來越常見，適用于自動化生產(chǎn)線。方形封裝有些特別的單片機采用方形封裝，這種封裝形式在空間利用率上有優(yōu)勢。雙列直插式封裝（DIP）這種封裝形式常見于早期的單片機，引腳從封裝兩側引出，適合于手動焊接。封裝類型89c51單片機是在半導體制造工藝下生產(chǎn)的，涉及到晶圓制備、光刻、摻雜等多個復雜步驟。在集成電路工藝下，單片機內部各個元件被集成在一塊硅片上，通過金屬連線實現(xiàn)元件之間的連接。制作工藝集成電路工藝半導體制造工藝常見的封裝材料是塑料，具有成本低、絕緣性能好等優(yōu)點。塑料封裝陶瓷封裝金屬封裝對于一些需要高絕緣、高耐壓要求的特殊單片機，會采用陶瓷封裝。金屬封裝具有很好的導熱性能和電氣性能，但成本較高，主要用于高端產(chǎn)品。030201封裝材料與技術CHAPTER89c51單片機與其他單片機的比較0589c51單片機采用哈佛結構，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是分開的，而其他單片機可能采用馮諾依曼結構，程序和數(shù)據(jù)存儲器共用。體系結構89c51單片機的指令集相對簡單，易于理解和編程，而其他單片機可能會有更復雜的指令集。指令集89c51單片機具有更多的I/O端口和外部接口，方便與其他硬件設備連接。外部接口與其他單片機的區(qū)別優(yōu)缺點分析89c51單片機價格便宜、性能穩(wěn)定、易于編程和維護，因此在許多嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛應用。優(yōu)點相對于其他單片機，89c51單片機的處理速度可能較慢，且功能和性能可能較為基礎，無法滿足一些高端應用的需求。缺點123在工業(yè)控制領域，89c51單片機因其穩(wěn)定性和可靠性而被廣泛應用，如電機控制、傳感器數(shù)據(jù)采集等。工業(yè)控制在