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8051系列单片机将作为控制应用最基本的内容集成在一个硅片上#xff0c;其内部结构如图4-1所示。作为单一芯片的计算机#xff0c;它的内部结构与一台计算机的主机非常相似。其中微处理器相当于计算机中的CPU#xff0c;由运算器和控制器两个部分构成#xff1b;…一、概述
8051系列单片机将作为控制应用最基本的内容集成在一个硅片上其内部结构如图4-1所示。作为单一芯片的计算机它的内部结构与一台计算机的主机非常相似。其中微处理器相当于计算机中的CPU由运算器和控制器两个部分构成数据存储器RAM相当于计算机的内存负责存储程序运行时的中间数据程序存储器ROM/EPROM/FLASH相当于计算机的硬盘掉电后数据不会消失用来保存程序代码并行I/O口有四组分别称为P0口、P1口、P2口和P3口每组I/O口有8根线串行口有一个使用两根线进行数据通信。并行口和串行口相当于计算机的多功能接口用于连接其他输入输出设备。此外定时器/计数器类似于运动场上裁判员使用的秒表用于对系统时钟或外部脉冲信号计数中断系统就像电梯上的紧急按钮可以暂停主程序的运行使程序转向处理突发事件特殊功能寄存器相当于多组开关用于对单片机功能的设置。
8051系列单片机内部结构归纳整理
核心组件及其功能
微处理器CPU: 由运算器和控制器组成类似于计算机中的中央处理器负责指令的执行和数据处理。数据存储器RAM: 相当于计算机的内存用于临时存储程序运行时产生的中间数据。程序存储器ROM/EPROM/FLASH: 类似于计算机的硬盘用于永久存储程序代码即使断电数据也不会丢失。
输入输出接口
并行I/O口: 包括P0、P1、P2和P3四组端口每组有8根线主要用于与外部设备进行数据交换。串行口: 单个串行口使用两根线进行数据通信适合与其他设备进行串行数据传输。
辅助功能模块
定时器/计数器: 用于对系统时钟或外部脉冲信号进行计数类似运动场上的秒表。中断系统: 可以暂停主程序的执行来响应突发事件类似于电梯上的紧急按钮。特殊功能寄存器: 用于配置单片机的功能如同一组开关控制着不同的操作模式和功能设置。
通过将这些基本组成部分集成在一个硅片上8051系列单片机实现了高度集成化和小型化非常适合用于各种控制应用。这种设计不仅简化了硬件连接也提高了系统的稳定性和可靠性。 8051系列单片机是基于冯·诺依曼Von-Neumann结构设计的。这种内核结构的单片机典型特点是将CPU、程序存储器和数据存储器等部件都挂接在内部同一条8位的数据总线上CPU通过该总线与程序存储器、数据存储器、I/O口等进行通信。基于冯·诺依曼结构的单片机内部结构如图4-2所示
