对单片机的认识

1、51单 片 机 的 认 识何谓单片机？一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：cpu（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、RO（程序存储）、输入/输出设备（例如： 串行口、并行输出口等）。在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安 装一个称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部份，全部被做到 一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机 中除了上述部份外，还集成了其它部份如 A/D, D/A等。早期的单片机都是 8位或4位的。其中最成功的是 INTEL的8031， 因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一

2、系统的单片机系统直到现在还在广泛 使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着 消费电子产品 大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960 系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代 16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的 一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031,8051,8751, 8032，8052，8752等，其中80

3、51是最早最典型的产品，该系列其它单片机 都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用 8051来称呼MCS5係列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机， 所以很多场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS5的核心技术授权给了 很多其它公司，所以有很多公司在做以 8051为核心的单片机，当然，功能 或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中 89C51就是这几年在我国非常 流行的单片机，它是由美国 ATMEI公司开发生产的。以后我们将用 89C51来 完成一系列的实验。51单片机是对目前所有兼容In tel 8031 指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始

4、祖是 Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术 的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是 ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测 控系统之中。目前很多公司都有 51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机即是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。一、单片机的外部结构：拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用的一块 称之为89C51的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。1、电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是

5、5V电源，其中正极接40引脚，负极（地） 接 20 引脚。 2 、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才 能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶振，电容，连上就可以了。3、 复位引脚。至于复位是何含义及为何需要复要复位，在单片机功能中介绍。4、EA引脚：EA引脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。1.电源：VCC - 芯片电源，接 +5V； VSS- 接地端；2. 时钟:XTAL1 XTAL2 -晶体振荡电路反相输入端和输出端。3. 控制线:控制线共

6、有4根，AL日PROG地址锁存允许/片内EPRO编程脉冲 ALE功能：用来锁存P0 口送出的低8位地址 PROG功能：片内有EPRO的芯片，在EPRO编程期间，此引脚输入 编程脉冲。PSEN:夕卜ROM读选通信号。RST/VPD:复位/备用电源。 RST （Reset）功能：复位信号输入端。 VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPRO编程电源。 EA功能：内外ROh选择端。 Vpp功能：片内有EPROI的芯片，在EPRO编程期间，施加编程电源Vpp4. I/O 线80C51共有4个8位并行I/O端口： P0、P1、P2、P3 口，共32个引脚。P3

7、口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线） 。 二、单片机工作的条件拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用的一块 称之为89C51的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。1、电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是 5V电源，其中正极接40 引脚，负极（地）接 20 引脚。2、振蒎电路： 单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、 19 脚。只要买来晶振，电容，连上就可以了，按图 1 接上即可。3、复位引脚 ：按图 1 中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位， 在单片机功能中介绍。4、E

8、A引脚：EA引脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电， 单片机就开始工作了。见图 2：XTAL1XTAL2003 nII1.1恒心1 .+1 J51 J61 .7Mplp 1P 1MPlp 1R 1RSTTn.lADIP01AD2 P03AD3 PD.LADIPQD PUJADTP21WP2JJ PN 环 1U 魄閏il n.tMiz 曲QMS PSj&ftit F2.TA15P3IMXEI pj.ixrxn piarnrroP3mr ipjinoFJJ5TTIF3SWP3.7JRO-353J323 .处 琴zr2H1D图2二、单片机内部结构分析我们来思考一个问题，当我们在编程器中把

9、一条指令写进单片要内部，然后取下单片机，单片机就可以执行这条指令，那么这条指令一定保存 在单片机的某个地方，并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令 不会丢失，这是个什么地方呢？这个地方就是单片机内部的只读存储器即ROM( READ ONLY MEMO。为什么称它为只读存储器呢？刚才我们不是明明 把两个数字写进去了吗？原来在 89C51中的ROM是一种电可擦除的ROM称 为FLASH ROM刚才我们是用的编程器，在特殊的条件下由外部设备对ROM进行写的操作，在单片机正常工作条件下，只能从那面读，不能把数据写进 去，所以我们还是把它称为ROM8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们

10、以这一代表性的机型进行系统的讲解。8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)数据存储器(RAM)定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地 址总线和控制总线等二大总线，现在我们分别加以说明:S051内部络构I程房存储幣11数据存储黑11定时计數器tAuAHHtAHVAun留胡.zym cu. c om8051时钟并行彳0 口 邦j通信口 中斷丟统中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的 处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和 调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等 操作。数据存储器(RAM):

11、8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器 单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数 据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使 用的的RAMR有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或 用户定义的字型表。-程序存储器(ROM)8051共有4096个8位掩膜ROM用于存放用户程序，原始数据 或表格。定时/计数器(ROM)8051 有两个 16 位的可编程定时 / 计数器，以实现定时或计数产 生中断用于控制程序转向。并行输入输出 (I/O) 口：8051共有4组8位I/O 口 (P0、P1、P2或P3)，用于对外部数 据的传输。全双工串行口：

12、8051 内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数 据传送， 该串行口既可以用作异步通信收发器， 也可以当同步移 位器使用。中断系统：8051 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时 / 计数器 中断和一个串行中断， 可满足不同的控制要求， 并具有 2 级的优 先级别选择。时钟电路：8051内置最高频率达12MHZ勺时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但 8051 单片机需外置振荡电容。单片机勺结构有两种类型， 一种是程序存储器和数据存储器分开 勺形式，即哈佛 (Harvard) 结构，另一种是采用通用计算机广泛 使用勺程序存储器与数据存储器合二为一勺结构，即普林斯顿 (Princeton)结构。INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结 构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列单片机则米用普林斯 顿结构。下图是MCS-5係列单片机的内部结构示意图。RAM地址寺存器B寄存器D ft-fbEPROM通道o驱动器|通道2驱动器BOMX*| RAHaP0.