8051单片机的体系结构

在以前的8051微控制器教程中,我们已经看到了一些8051微控制器的基础知欧宝平台正规吗识以及8051微控制器的引脚图和引脚说明。在本教程中,我们将看到8051微控制器架构和架构中的不同组件。

我们已经看到了8051微控制器的标准40引脚DIP(双直插式封装)配置的引脚图。在本教程中,在处理8051微控制器体系结构的过程中,我们将看到8051微控制器的硬件方面,如I/O端口,RAM, ROM,计时器和串口等。

在进入8051微控制器架构的详细信息之前,我们将首先查看微控制器的基本组件,这使得微控制器成为芯片上的真正计算机。

在继续进行本教程之前,请阅读8051微控制器介绍

微控制器的基本组件

微处理器和微控制器之间的差异是存储器(RAM和ROM),I / O端口,定时器/计数器,通信接口(如串行端口)等的片上外围设备的可用性。

以下图像显示了微控制器的基本组件。由于所有组件(以及少数其他组件)都集成在单个芯片(集成电路 - IC)上,因此可以将微控制器视为微计算机(或计算机上)。

8051单片机架构图2

CPU(中央处理单元)

它是微控制器的核心,主要由算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)等重要部件组成。CPU是与外围设备(如内存、输入和输出)通信的主要设备。

8051单片机体系结构图3

ALU或算术逻辑单元,顾名思义,执行算术和逻辑运算。CU或控制单元负责CPU与其外设之间的通信进程的定时。

程序内存

CPU的指令存储在程序存储器中。它通常被实现为只读存储器或ROM,其中即使在电源关闭或系统被重置时,也会保留写入它的程序。

现代程序内存模块通常由EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)组成,这是一种非易失性存储器。

在这种类型的存储器中,数据可以用特殊的编程信号擦除和重新编程。

当微控制器上电或手动复位时,处理器从程序存储器中预先定义的内存位置(地址)执行一组指令。

数据存储器

微控制器中的数据存储器负责存储变量,临时数据,中间结果和其他数据的值,以便正确操作该程序。

数据存储器通常被称为RAM(随机存取存储器),这是一种易失性存储器。它通常被组织为寄存器,包括特殊功能寄存器(SFR)和用户可访问的存储器位置。

输入输出端口

I / O端口或输入/输出端口提供微控制器,与外界的物理连接。输入端口提供了在传感器的帮助下通过外界的数据传递数据。

来自输入端口的数据将被操作(取决于应用程序),并将确定输出端口上的数据。

输出端口允许微控制器控制外部设备(如电机和led)。一般来说,微控制器中的所有端口都具有双重功能,即它们可以同时作为输入和输出端口(虽然不是同时)。

时钟发生器(振荡器)

时钟信号允许微控制器内的操作和其他部件是同步的。时钟发生器是微控制器架构的组成部分,并且用户必须以晶体的形式提供额外的定时电路。

8051单片机的结构和特点

每当我们开始在像电视或洗衣机这样的新设备上工作时,我们将首先了解设备的功能。在洗衣机的情况下,我们试图了解电机RPM,负载能力和功耗等设备的不同功能。

即使在我们的情况下,这也适用于我的8051微控制器时,如果我们通过学习8051微控制器的内部硬件设计,这将是最好的,这也称为8051微控制器架构。

在下一节中,我们将看到8051微控制器架构,也很少有重要功能。关于8051内存组织和8051输入/输出(I / O)端口的一些重要功能的深入细节将在新教程中讨论。

8051单片机的体系结构

8051单片机是一种8位的单片机,它可以读写和处理8位的数据。有很多制造商,如Atmel, NXP, TI,他们生产自己版本的8051微控制器。

无论制造商,内部硬件设计即8051微控制器架构保持或多或少相同。下图以框图的形式显示了8051微控制器架构。

8051单片机结构图

8051单片机的结构框图显示了8051单片机由CPU、RAM (SFRs和Data Memory)、Flash (EEPROM)、I/O端口和用于外设通信的控制逻辑组成。

8051微控制器内的所有这些不同的外围设备将通过8位数据总线彼此通信,也称为内部数据总线。

还阅读了这篇文章8051微控制器针图和引脚描述

8051单片机结构特点

我们已经看到了上述部分中的8051微控制器的内部架构。现在,我们将看到8051微控制器架构的功能。

注意:一些功能,如内部ROM和RAM将不同于8051微控制器的具体型号。

  • 具有两个寄存器A(累加器)和B的8位CPU。
  • 内部ROM为8K字节 - 它是一种支持系统编程的闪存。
  • 256字节的内部RAM - RAM的前128字节即00H至7FH再次分为4个银行,每个银行有8个寄存器(R0 - R7), 16位可寻址寄存器和80个通用寄存器。RAM中较高的128字节,即80H到FFH由SFRs或特殊函数寄存器组成。使用SFRs,我们可以控制不同的外设,如定时器,串行端口,所有I/O端口等。
  • 32个I/O引脚(输入/输出引脚)—4个接口:P0、P1、P2、P3。
  • 8位堆栈指针(SP)和处理器状态字(PSW)。
  • 16位程序计数器(PC)和数据指针(DPTR)。
  • 两个16位定时器/计数器 - T0和T1。
  • 控制寄存器- SCON, PCON, TCON, TMOD, IP和IE。
  • 全双工操作串行数据发送和接收- SBUF。
  • 中断:两个外部和三个内部。
  • 振荡器和时钟电路。

在本教程中,我们已经看到了8051微控制器体系结构的简要说明。在下一个8051教程中,我们将看到8051内存组织和I/O端口。

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