翻译：单片机结构和功能.doc

51系列单片机的结构和功能可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。MCS-51是一个单片机系列的名字,英特尔公司生产。英特尔公司生产MCS-48单片机系列之后,于1980年推出了MCS-51高级单片机。它包括多种单片机芯片,如8051、8031、8751、80 C51BH,80 C31BH等等,。他们的基本组成、教学系统的基本原理和性能都是一样的。8051基本代表代表了51系列单片机一个单片机系统是由以下几部分组成: (1)8位微处理器(CPU)，(2)切片数据存储器的内存(128 B / 256 B),它不存放不读/写数据,如结果而不是中间操作,最后的结果和数据想展示等。(3)程序内存ROM /可编程只读存储器(4 KB / 8 k),是用来保护过程中,在切片的一些原始数据与形体。而不需要程序内存/可编程只读存储器在one-chip电脑,就像8031年、8032年、80 C等。(4)四个并排I / O接口P0到P3,每口可以用作介绍,也可以用做出口。(5)两个定时器/计数器,每一个定时器/计数器可以建立和计算在路上,用来算到外部事件,可以设置成一个时间方式,并能根据数或时间的结果实现控制电脑。(6)一个耗尽所有串行I / O口的通用异步收发机(通用异步接收/发送(通用异步收发机),它是实现单片机串行通信或单片机与计算机的使用。(7)伸展振荡器和时钟产生电路、石英晶体精细调谐电容。最高允许振荡频率最多12 megahits。每一个上述部分通过数据总线连接。其中,CPU是单片机的核心,它是计算机控制和指挥中心，由算术单元和控制器等部件组成。算术单元进行8位算术运算，ALU单元进行逻辑运算，它们由8位暂存器1，暂存器2,8位累加器ACC，寄存器B和程序状态寄存器PSW等部分组成。在8051内部，ACC通常被用作数据传输的转运站，和一般微处理器一样，它是使用频率最高的寄存器，用于记忆指令。控制器包括程序计数器,当指令被存放，指令就驱动振荡器和定时电路等元件。程序计数器由两个八位计数器组成，共计16位；实际上它是程序的字节地址计数器，内容是电脑中将要执行的下一个间接寻址，变化的内容能改变程序执行的方向。如果想在8051单片机中使电路震荡，只需要外部石英晶振片和一个频率来微调电容, 频率范围从1.2兆赫到12兆赫。脉冲信号，作为8051工作中基本震动信号，即最小的时间单位。8051和其他单片机一样，和谐的工作在基本震动信号的控制之下，就像一个根据命令进行有节奏演出的乐队一样。在8051分割区有只读存储器(程序的记忆,只能阅读)和随机存取存储器(数据存储器,可写可读)两个存储器来读取数据，他们拥有独立的存储器地址空间、存储方式和一般计算机的存储器一样。8051程序存储器和8751切片程序存储器都有4KB的记忆容量，地址从0000H开始，用于保存程序和格式不变。8051，8751，8031的数据存储器为128 B，虚拟地址00FH，用于中间结果的存放操作，数据的暂时存放和数据缓冲等。在这128 B的随机存取存储器中，有一个可以用为工作寄存器的32字节单元，这和一般的未处理器是不同的，和安排存储单元一样，8051片随机存取存储器和工作寄存器也排列一个编队。除此之外，MCS-51系列单片机和一般计算机的处理方式也不完全一样。一般的计算机为了首地址空间，在随意的地址范围内，ROM和RAM可以安排在不同的空间，即ROM和RAM的地址，同时在编队内分配不同的地址。当访问存储器的时候，相应地只有一个地址记忆单元,，能读也能写，同样的通过访问指令，这种存储器结构被称为普林斯顿结构。在物理结构上，8051的存储器分为程序存储器空间和数据存储器空间，总共有四个的存储空间:程序存储器，数据储存器外部存储空间,数据存储器程序内存空间与外部空间, 这种程序设备和数据存储器的结构形式和数据存储器分离的形式称为哈佛结构。但是从用户的角度看，8051的存储器地址空间划分为三种类型:（1）在片内安排地址FFFFH，片外的位置是0000H(使用16位地址)，（2）数据存储器地址也从0000H到FFFFH，（3）数据存储器地址空间256B。上述三种存储器空间地址部分重叠。在8051指令系统中，为了区别和设计不同数据传输的指令符号，在片外CPU访问片ROM指令用MOVC，访问块RAM用MOVX，RAM指令用MOV访问片。8051单片机有四个八口并行I / O端口,成为P0，P1，P2和P3，每一个端口有八个精确的双向口,总共32个插脚，每一个I / O线可作为独立的输入和输出口，每一个端口包括一个锁存器(即特殊功能寄存器)一个输出驱动程序和一个输入缓冲区。当输出数据是时数据可以锁存，当输入数据时数据可以缓冲，但是四个功能的通道完全一样。存储器系统的外部拓展有片，四个端口可以作为精确的双向I/O接口共同使用，P2口输出高八位地址，P0口是一个双向母线，输入低八位地址和数据输出分时。输出分级，连接有负载电阻，每一个都能驱动4型信号电平开关TTL负载输出，当输入时，TTL或者晶体管电路能正常的驱动8051单片机的P1口当做P3口。输入时必须首先写在相应的端口锁存器。关于80C51单片机，端口只能提供毫安输出电流，应该接触端口和晶体管基极的电阻。现在，这种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。各种产品一旦用上了