单片机d类音频功率放大器设计(原理图+电路图+流程图+源程序) 第4页
图3-3 红外接收部分的电路连接
3.1.3 单片机8051的功能特性及电路连接
近些年来，单片机的发展速度很快，从有关资料提供的数据来看，单片机的产量已占整个微机(包括一般的微处理器)产量的80%以上，在1987年达90％。曾经占据8位微处理器产量约1/3的Z80CPU，1985年产量下降到1800万片，而8位单片机，1985年上升到2.1亿片，随着社会的进步和科学技术的发展，单片机的发展及对单片机的需求和它在各个领域中的应用将得到进一步扩大。
本课题用到的8051单片机是MCS-51系列单片机的一种型号，MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的一种高性能8位单片微型计算机。在MCS-51系列中，有两个子系列即51子系列和52子系列。在5l子系列中，主要有803l、8051、8751三种同档次机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器(ROM)大小有所不同。52子系列是51系列的增强型，主要有8032、8052两种机型。与51子系列不同在于，片内数据存储器增至256个字节：片内程序存储器增至8KB（8032无片内程序存储器）；有3个16位定时器／计数器；有6个中断源。其它性能均与51子系列相同。它们可通过接口电路与外围设备相连构成可以完成各种控制功能的单片机系统。下面将会介绍此系列单片机的功能特性以及用到的8051单片机在设计中的电路连接。
（1）MCS-51系列单片机的基本结构框图如下图示：
图3-4 MCS-51系列单片机的基本结构框图
（2）51系列系统主要功能特性：
① 1个由运算器和控制器组成的8位微处理器(CPU)；
② 128KB的片内数据存储器(RAM)，用来存放运算的中间结果和最终结果；4KB的片内程序存储器(ROM)，可用来存放程序、一些原始数据和表格；
③ 21B专用寄存器，主要用来实现对内部功能部件的控制和数据运算；扩展片外数据存储器的寻址范围可达到64KB；扩展片外程序存储器的寻址范围可达64KB；
④ 4个8位并行I/O接口P0、P1、P2、P3，既可用作输入，也可用作输出；
⑤ 1个全双工UART(通用异步接收发送器)串行I/O接口，可用于单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；
⑥ 2个16位定时器材数器，可用于根据确定的时间间隔或对外部事件计数的多少发出控制信号；中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级；
⑦ 111条指令，含有乘法指令和除法指令；
⑧ 有很强的位寻址、位处理能力；片内采用单总线结构；
⑨ 片内带振荡器，振荡频率的范围为1.2—12MHz，可有输出；
⑩ 用单+5v电源。
（3）MCS-51单片机内部结构：
单片机内部各基本部件之间通过总线交换信息。所谓总线是信息流通的公共通道，总线上的信息可以同时输送给几个部件，但不允许几个信息同时输送给总线，否则将产生信息冲突。总线按传送信息不同来分，可分为数据总线(DB)、控制总线(CB)、地址总线(AB)。数据总线用于CPU、存储器、输入/输出接口之间传送数据，如从存储器取数到CPU，把运算结果从CPU送到外部设备等。数据总线是双向的，控制总线是传送CPU发出的控制信号，也可以是其它部件输入到微处理器的信息，对于每一条控制线，其传送方向是固定的。地址总线用来传输CPU发出的地址信息，以选择需要访问的存储器和I/O接口电路。地址总线是单向的，只能是CPU向外传送地址信息。单片机采用上述三组总线的连接方式，常被称为三总线结构。MCS-51内部各部分的功能简述如下：
① 微处理器(CPU)
微处理器又称CPU，是单片机的控制和指挥中心，由运算器和控制器两大部分组成。
• 运算器
运算器以算术逻辑运算单元ALU为核心，含累加器A、暂存器1、暂存器2、程序状态字PSW、寄存器等许多部件。
• 控制器
控制器包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、振荡器、定时电路及控制电路等部件，能根据不同的指令产生相应的操作时序和控制信号。
② 存储器配置概述
MCS-51单片机，片内除了CPU之外，还有存储器。其中，片内只读存储据(ROM)用作程序存储器，在计算机工作时，事先存入已编好的各种程序、常数等信息；片内读写存储器(RAM)又称随机存储器，它的存储单元的内容根据需要既可随时读出也可写入，用作数据存储器，存放输入、输出数据和中间计算结果．或与外存交换信息，以及作为堆栈，在必要时可保存断点、保存现场。MCS-51系列单片机内含有的存储器容量(以字节为单位)不够时，可以另外扩片外程序存储器或片外存储器。
（4）MCS-51系列单片机引脚功能及一些简单电路介绍：
下图2-3为MC-51系列单片机引脚图及逻辑符号，各引脚功能如下：
图3-5 MCS-51系列单片机引脚图及逻辑符号
① 电源引脚Vcc和Vss
Vcc(40脚)：电源端，接+5V。
Vss(20脚)：接地端。
通常Vcc和Vss之间应接高频和低频滤波电容。
② 时钟电路引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1(19脚)：接外部石英晶体和微调电容一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入。若使用外部时钟时，该引脚必须接地。
XTAL2(18脚)；接外部石英晶体和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出。若使用外部时钟时，该引脚作为外部时钟的输入端。
图2-4为利用石英晶振作为时钟输入的电路图。石英晶振起振后要能在XTAL2线上输出一个3V左右的正弦波，使MCS-51片内的OSC电路按石英晶振相同频率自激振荡。通常，OSC的输出时钟频率fosc为0.5—16MHz，典型值为12MHz或11.0592MHz。电容C01和C02可以帮助起振，典型值为30pf，调节它们可以达到微调fosc的目的。
图3-6 MCS—51OSC晶振连接图
③ 控制信号引脚ALE、PSEN、EA和RST
ALE／PROG(ADDRESS LATCH ENABLE／PROGRAMMING，30脚)；地址锁
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