基于单片机的智能稳压电源设计教材

摘要洛阳理工学院毕业设计（论文）第三章主要器件介绍3.1AT89C51简介本课题设计的直流稳压电源的核心控制器件选用AT89C51[1]。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT8920C51是他的精简版，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，引脚图如图3-1。图3-1AT89C51引脚图AT89C51主要特性

·与MCS-51兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路3.2DAC0832工作原理直流稳压电源的数模转换采用通用芯片DAC0832。DAC0832的原理框图如图3-2所示。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。图3-2DAC0832原理框图当WR2和XFER同时有效时，8位DAC寄存器端为高电平“1”，此时DAC寄存器的输出端Q跟随输入端D也就是输入寄存器Q端的电平变化；反之，当端为低电平“0”时，第一级8位输入寄存器Q端的状态则锁存到第二级8位DAC寄存器中，以便第三级8位DAC转换器进行D/A转换。一般情况下为了简化接口电路，使第二级8位DAC寄存器的输入端到输出端直通，只有第一级8位输入寄存器置成可选通、可锁存的单缓冲输入方式。特殊情况下可采用双缓冲输入方式，即把两个寄存器都分别接成受控方式。DAC单极性输出方式如图3-3所示图3-3DAC单极性输出电路3.3数码管显示原理3.3.1数码管结构输出电压采用7段数码管进行显示。数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字0~9、字符A~F、H、L、P、R、U、Y、符号“-”及小数点“.”。数码管的外型结构如图3-4（a）所示。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构，分别如图3-4（b）和图3-4（c）所示。（a）外型结构（b）共阴极（c）共阳极图3-4数码管结构图3.3.2数码管工作原理共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起，通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起，通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端，当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻.3.3.3数码管字形编码要使数码管显示出相应的数字或字符必须使段数据口输出相应的字形编码。对照图3-4（a），字型码各位定义如下：数据线D0与a字段对应，D1字段与b字段对应……，依此类推。如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。如要显示“0”，共阳极数码管的字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管的字型编码应为：00111111B（即3FH）。依此类推可求得数码管字形编码如表3-2所示3.4TL082芯片的简介TL082是一通用的J-FET双运算放大器。其特点是：●较低的办入偏置电压和偏置电流；●输出设有短路保护电路；●输入级具有较高的输入阻抗；●内建频率补偿电路；●较高的压摆率:16V/us(典型值);●最大工作电压：Vccmax=+/-18V.替换型号：MB4708，NJM081，μPC802TL082双运放引脚电压：如图表3-1脚号有信号电压/V引脚功能脚号有信号电压/V引脚功能10正相输出155.2正相输出221反相输出165.6反相输出231正相输出17-12输出24-14控制电压810中心偏移控制电压表3-1显示字符字形共阳极共阴极dpgfedcba字型码dpgfedcba字形码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熄灭灭11111111FFH0000000000H表3-2数码管字型编码表

第4章硬件电路与数据测试4.1整流滤波、初步稳压整流就是把交流电变成脉动的直流电的过程，整流的基本器件是二极管，利用二极管的单向导电性即可把交流电转换成脉动的直流电，桥式整流电路如图4-1所示[2]。图4-1整流滤波电路滤波是为了降低输出电压的脉动成分，得到较为平滑的直流电源，常有的滤波电路有电容滤波、RC（LC）∏型的滤波形式。电容是一个能储存电荷的元件。有了电荷，两极板之间就有电压UC=Q/C。在电容量不变时，要改变两端电压就必须改变两端电荷，而电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。时间常数越大，电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就“滤除”了交流分量，经过滤波后，输出电压的纹波减小，直流成分得到提高；固定三端稳压器稳压电路如图4-2所示，在输入与公共端之间、输出端与公共端之间分别接了0.33uf、0.1uf的电容,可以防止自激振荡。图4-2三端稳压电路4.2AT89C51主控部分单片机AT89C51是系统的控制核心，主要是通过控制数摸转换来实现对稳压电源的调节，并且控制显示电路，电路如图4-3所示。图4-3AT89C51主控电路主控电路中包括AT89C51工作的基本电路：复位电路和晶振电路，还有两个按键：+SW键和-SW键，这两个按键用于控制输出电压的增加与减小。4.3数模转换DAC0832DAC模块是整个系统的纽带，连接着控制部分与稳压部分，电路如图4-4图4-4数模转换电路该数模转换电路采用的是DAC0832单极性输出方式，输出Vo=-B*Vref/256，其中B的值为D0~D7组成的8位二进制，取值范围为0~255，Vref是参考电压，该电压有电阻R2和可变电阻R3分压所得，通过调节可变电阻可以改变参考电压Vref。4.4稳压部分稳压部分是系统的实现核心，DAC模块输出的模拟信号决定最终的输出电压，电路如图4-5所示。图4-5稳压电路稳压电路中电阻R7和R8组成取样电路，对输出电压进行取样，运放TL082构成比较电路，对采样电压与数模转换输出的电压进行比较以控制调整电路，三极管Q1和Q2构成调整电路，调整电路通过改变三极管的管压降来调整输出电压。4.5显示电路显示电路是对系统输出电压进行显示，使得整个系统更加合理话，由于只显示输出的电压，所以显示器件采用数码管，电路如图4-6所示；图4-6数码管显示电路4.6数据测试与分析数据测试主要是测试输出电压与设定值之间的误差。测试数据如表4-1表4-1测试数据设定值(V)输出电压(V)误差(V)12.92.840.0623.22.970.0333.53.480.0245.04.980.0257.06.980.0269.18.080.02710.210.180.02811.010.960.04911.111.010.09从表4-1中的数据可以看出第1组和第9组输出电压与设定值偏差比较大，设定值在3.2V——11V时输出电压偏差不大。为了减小误差，所以将电压的设定值限定在3.2V——11V之间。系统输出电压在3.2V——11V之间步进可调。REF_Ref168484640\r\h错误！未找到引用源。REF_Ref168484646\h错误！未找到引用源。PAGE21第5章软件设计5.1软件流程图系统软件流程图直观的描述了如何实现对系统输出电压的调节。首先对系统的输出电压进行初始化，设定为5V（常用电压值），然后通过判断按键是+键或是-键对系统的输出电压进行相应的调节，并保证输出电压不超出设定范围，如图5-1图5-1系统软件流程结论结论该设计采用闭环反馈调整的方法，设计出了实用的直流电压源，其电压输出的级数与D/A的位数有紧密关系，本设计采用了8位的D/A，若采用12位或16位的D/A转换器进行相应的闭环调整，直流电源的精度会进一步提高。由于该电源在结合了线性电源与开关电源各自优点的基础上还加入了单片机控制，不仅小巧、轻便、输出特性良好而且还操作简单，具有控制智能化等特点，因此，十分适用于各种科学实验与小功率的电子设备中，相信会有很好的应用前景。参考文献PAGE25谢辞致谢时光荏苒，大学三年的学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。感谢我的家人对我大学四年学习的默默支持;感谢我的母校洛阳理工学院给了我在大学四年深造的机会，让我能继续学习和提高;感谢李的老师和同学们四年来的关心和鼓励。老师们课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教诲;同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我的四年充满了感动。这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助，其中我的论文指导老师李老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题，我都会向李老师寻求帮助，而李老师每次不管忙或闲，总会耐心给我讲解。李老师平日里工作繁多，但我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，外文翻译，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，李老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向李老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时感谢在整个毕业设计期间和我交流过的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢。

参考文献谭博学，苗汇静.集成电路原理及应用.北京：电子工业出版社，2003，30～50.童诗白,华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社,2001，200～215.韩建文.琼州大学学报第11卷第2期2004，45～60.谭浩强,张基温,唐永炎.C语言程序设计教程.北京：高等教育出版社,1992，163～198.黄友锐.单片机原理及应用.安徽：合肥工业大学出版社，2006，67～75.刘建辉，冀常鹏.单片机智能控制技术.国防工业出版社，2007，45～56.王增福,魏永明.新编线性直流稳压电源.北京：电子工业出版社,2004，100～421.李伯成.基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计.北京：电子工业出版社，2004，109～112.范立南.单片微型计算机控制系统设计.北京:人民邮电出版社,2004，28～142.蔡明生.电子设计.北京:高等教育教育出版社,2004，57～214.吴黎明.单片机原理及应用技术.北京：科学出版社，2003.张俊谟.单片机中级教程—原理与应用.北京：北京航空航天大学出版社，2006，6～7.张志良，马彪.单片机原理与控制技术.北京：机械工业出版社，2001.沈任元，吴勇.常用电子元器件简明手册.北京：机械工业出版社，2004.何立民.单片机高级教程—应用与设计.北京：北京航天航空大学出版社，2007.附录PAGE16附录附录一系统源程序ORG30HSTART:MOVR1,#64H；输出电压初使化MOV40H,#0；设定为5VMOV41H,#5MOV42H,#0DL:JBP1.0,DL1；+键按键处理CALLDELAYCJNER1,#078H,DL3JMPDL2DL3:INCR1；输出电压增加INCR1INC42HMOVR5,42HCJNER5,#0AH,DL2MOV42H,#0INC41HMOVR5,41HCJNER5,#0AH,DL2MOV41H,#0INC40HJMPDL2DL1:JBP1.1,DL2；-键按键处理CALLDELAYCJNER1,#0DCH,DL4JMPDL2DL4:DECR1；输出电压减少DECR1DEC42HMOVR5,42HCJNER5,#0FFH,DL2MOV42H,#9DEC41HMOVR5,41HCJNER5,#0FFH,DL2MOV41H,#9DEC40HMOVR5,40HCJNER5,#0FFH,DL2MOV40H,#0DL2:MOVP0,R1；数据显示CALLDISPJMPDLDELAY:MOVR4,#02H；延时DELAY3:MOVR3,#0FFHDELAY1:MOVR2,#04FHDELAY2:DJNZR2,DELAY2DJNZR3,DELAY1DJNZR4,DELAY3RETDISP:MOVP3,#0F7H；显示子程序MOVP2,#3EH；显示单位CALLDELAMOVDPTR,#TAB；显示小数位MOVA,42HMOVCA,@A+DPTRMOVP3,#0FBHMOVP2,ACALLDELAMOVA,41H；显示个位数MOVCA,@A+DPTR；至小数点ADDA,#80HMOVP3,#0FDHMOVP2,ACALLDELAMOVR5,40HCJNER5,#0,DISP1RETDISP1:MOVA,40H；显示十位数MOVCA,@A+DPTRMOVP3,#0FEHMOVP2,ACALLDELARETDELA:MOVR3,#04FH；延时DELA1:MOVR2,#57HDELA2:DJNZR2,DELA2DJNZR3,DELA1RETTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H；数码管显示数据表END

附录二系统总电路图一

附录三系统电路图二

附录四系统电路图三外文资料翻译StructureandfunctionoftheMCS-51seriesStructureandfunctionoftheMCS-51seriesone-chipcomputerMCS-51isanameofapieceofone-chipcomputerserieswhichIntelCompanyproduces.Thiscompanyintroduced8top-gradeone-chipcomputersofMCS-51seriesin1980afterintroducing8one-chipcomputersofMCS-48seriesin1976.Itbelongtoalotofkindsthislineofone-chipcomputerthechipshave,suchas8051,8031,8751,80C51BH,80C31BH,etc.,theirbasiccomposition,basicperformanceandinstructionsystemareallthesame.8051dailyrepresentatives-51serialone-chipcomputers.Anone-chipcomputersystemismadeupofseveralfollowingparts:(1)Onemicroprocessorof8(CPU).(2)AtslicedatamemoryRAM(128B/256B),itusenotdeposittingnotcanreading/datathatwrite,suchasresultnotmiddleofoperation,finalresultanddatawantedtoshow,etc.(3)ProcedurememoryROM/EPROM(4KB/8KB),isusedtopreservetheprocedure,someinitialdataandforminslice.ButdoesnottakeROM/EPROMwithinsomeone-chipcomputers,suchas8031,8032,80C,etc..(4)Four8runsidebysideI/OinterfaceP0fourP3,eachmouthcanuseasintroduction,mayuseasexportingtoo.(5)Twotimer/counter,eachtimer/countermaysetupandcountintheway,usedtocounttotheexternalincident,cansetupintoatimingwaytoo,andcanaccordingtocountorresultoftimingrealizethecontrolofthecomputer.(6)Fivecutoffcuttingoffthecontrolsystemofthesource.(7)OneallduplexingserialI/OmouthofUART(universalasynchronousreceiver/transmitter(UART)),isitrealizeone-chipcomputerorone-chipcomputerandserialcommunicationofcomputertousefor.(8)Stretchoscillatorandclockproducecircuit,quartzcrystalfinelytuneelectriccapacityneedouter.Allowoscillationfrequencyas12megahertasnowatmost.Everytheabove-mentionedpartwasjoinedthroughtheinsidedatabus.Amongthem,CPUisacoreoftheone-chipcomputer,itisthecontrolofthecomputerandcommandcentre,madeupofsuchpartsasarithmeticunitandcontroller,etc..Thearithmeticunitcancarryon8personsofarithmeticoperationandunitALUoflogicoperationwhileincludingone,the1storingdevicetemporariliesof8,storingdevice2temporarily,8'saccumulationdeviceACC,registerBandprocedurestateregisterPSW,etc.PersonwhoaccumulateACCcountby2inputendsenteredofcheckingetc.temporarilyasoneoperationoften,comefrompersonwhostore1operationisitisitmakeoperationtogoontocounttemporarily,operationresultandloopbackACCwithanotherone.Inaddition,ACCisoftenregardedasthetransferstationofdatatransmissionon8051inside.Thesameasgeneralmicroprocessor,itisthebusiestregister.HelprememberingthatagreeingwithAexpressesintheorder.Thecontrollerincludestheprocedurecounter,theorderisdepositted,theorderdecipher,theoscillatorandtimingcircuit,etc.Theprocedurecounterismadeupofcounterof8fortwo,amountsto16.Itisabyteaddresscounteroftheprocedureinfact,thecontentisthenextIAthatwillcarriedoutinPC.Thecontentwhichchangesitcanchangethedirectionthattheprocedurecarriesout.Shakethecircuitin8051one-chipcomputers,onlyneedouterquartzcrystalandfrequencytofinelytunetheelectriccapacity,itsfrequencyrangeisits12MHZof1.2MHZ.Thispulsesignal,as8051basicbeatsofworking,namelytheminimumunitoftime.8051isthesameasothercomputers,theworkinharmonyunderthecontrolofthebasicbeat,justlikeanorchestraaccordingtothebeatplaythatiscommanded.ThereareROM(procedurememory,canonlyread)andRAMin8051slices(datamemory,canisitcanwrite)twotoread,theyhaveeachindependentmemoryaddressspace,disposewaytobethesamewithgeneralmemoryofcomputer.Procedure8051memoryand8751sliceprocedurememorycapacity4KB,addressbeginfrom0000H,usedforpreservingtheprocedureandformconstant.Data8051-87518031ofmemorydatamemory128B,addressfalse00FH,useformiddleresulttodepositoperation,thedataarestoredtemporarilyandthedataarebufferedetc..InRAMofthis128B,thereisunitof32bytesesthatcanbeappointedasthejobregister,thisandgeneralmicroprocessorisdifferent,8051sliceRAMandjobregisterrankoneformationthesametoarrangethelocation.ItisnotverythesamethatthememoryofMCS-51seriesone-chipcomputerandgeneralcomputerdisposesthewayinaddition.Generalcomputerforfirstaddressspace,ROMandRAMcanarrangeindifferentspacewithintherangeofthisaddressatwill,namelytheaddressesofROMandRAM,withdistributingdifferentaddressspaceinaformation.Whilevisitingthememory,correspondingandonlyanaddressMemoryunit,canROM,itcanbeRAMtoo,andbyvisitingtheordersimilarly.ThiskindofmemorystructureiscalledthestructureofPrinceton.8051memoriesaredividedintoprocedurememoryspaceanddatamemoryspaceonthephysicsstructure,therearefourmemoryspacesinall:Theprocedurestoresinoneanddatamemoryspaceoutsidedatamemoryandoneinprocedurememoryspaceandoneoutsideone,thestructureformsofthiskindofproceduredeviceanddatamemoryseparatedformdatamemory,calledHarvardstructure.Butusetheanglefromusers,8051memoryaddressspaceisdividedintothreekinds:(1)Intheslice,arrangeblocksofFFFFH,0000Hoflocation,inunisonoutsidetheslice(use16addresses).(2)Thedatamemoryaddressspaceoutsideoneof64KB,theaddressisarrangedfrom0000H64KBFFFFH(with16addresses)tootothelocation.(3)Datamemoryaddressspaceof256B(use8addresses).Threeabove-mentionedmemoryspaceaddressesoverlap,fordistinguishinganddesigningtheordersymbolofdifferentdatatransmissionintheinstructionsystemof8051:CPUvisitslice,ROMorderspendMOVC,visitblockRAMorderusesMOVXoutsidetheslice,RAMorderusesMOVtovisitinslice.8051one-chipcomputerhavefour8walkabreastI/Oport,callP0,P1,P2andP3.Eachportis8accuratetwo-waymouths,accountsfor32pinsaltogether.EveryoneI/Olinecanbeusedasintroductionandexportedindependently.Eachportincludesalatch(namelyspecialfunctionregister),oneexportsthedriverandaintroductionbuffer.Makedatacanlatchwhenoutputting,datacanbufferwhenmakingintroduction,butfourfunctionofpasswaytheseself-same.Expandamongthesystemofmemoryoutsidehavingslice,fourportthesemayserveasaccuratetwo-waymouthofI/Oincommonuse.Expandamongthesystemofmemoryoutsidehavingslice,P2mouthseehigh8addressoff;P0mouthisatwo-waybus,sendtheintroductionof8lowaddressesanddata/exportintimesharingOutputgrade,P3ofmouth,P1ofP1,connectwithinsidehaveloadresistanceofdrawing,everyoneoftheycandrive4ModelLSTTLloadtooutput.Aswhileinputtingthemouth,anyTTLorNMOScircuitcandriveP1of8051one-chipcomputersasP3mouthinanormalway.Becausedrawresistanceonoutputgradeofthemhave,canopenawaycollectortooordrain-sourceresistanceisiturgetoopenaway,donotneedtohavetheresistanceofdrawingouterly.Mouthsareallaccuratetwo-waymouthstoo.Whentheconductisinput,mustwritethecorrespondingportlatchwith1first.Asto80C51one-chipcomputer,portcanonlyoffermilliampereofoutputelectriccurrents,isitoutputmouthgowhenurgingoneordinarybasingoftransistortoregardas,shouldcontactaresistanceamongtheportandtransistorbase,inordertotheelectricitywhilerestrainingthehighlevelfromexportingP1~P3Beingrestoredtothethroneistheoperationofinitializingofanone-chipcomputer.ItsmainfunctionistoturnPCinto0000Hinitially,maketheone-chipcomputerbegintoholdtheconductprocedurefromunit0000H.Exceptthattheonesthatenterthesystemareinitializednormally,asbecauseprocedureoperateitmakemistakesoroperatetherearen'tmistake,inordertoextricateoneselffromapredicament,needtobepressedandrestoredtothethronethekeyrestartingtoo.Itisaninputendwhichisrestoredtothethronethesignalin8051ChinaRSTpin.Restoretothethronesignalhighleveleffective,shouldsustain24shakecycle(namely2machinecycles)theaboveitseffectivetimes.If6offrequencyofutilizationbrillianttoshake,restoretothethronesignaldurationshouldexceed4delicatetofinishrestoringtothethroneandoperating.Producethelogicpictureofcircuitwhichisrestoredtothethronethesignal:Restoretothethronethecircuitandincludetwopartsoutsideinthechipentirely.Outsidethatcircuitproducetorestoretothethronesignal(RST)handovertoSchmitt'strigger,restoretothethronecircuitsampletooutput,SchmittoftriggerconstantlyineachS5P2,machineofcycleinhavingonemore,thenjustgotandrestoredtothethroneandoperatedthenecessarysignalinsidly.Restoretothethroneresistanceofcircuitgenerally,electriccapacityparametersuitablefor6brillianttoshake,canisitrestoretothethronesignalhighleveldurationgreaterthan2machinecyclestoguarantee.Beingrestoredtothethroneinthecircuitissimple,itsfunctionisveryimportant.Piecesofone-chipcomputersystemcouldnormalrunning,shouldfirstcheckitcanrestoretothethronenotsucceeding.Checkingandcanpopone'sheadandmonitorthepinwiththeoscillographtentatively,pushandisrestoredtothethronethekey,thewaveformthatobservesandhasenoughrangeisexported(instantaneous),canalsothroughisitrestoretothethronecircuitgroupholdingvaluecarryontheexperimenttochange.

51系列单片机的结构和功能51系列单片机是英特尔公司生产的具有一定结构和功能的单片机产品。这家公司在1976年引入8位MCS-48系列单片机后，于1980年又推出了8位高档的MCS-51系列单片机。它包含很多种这类型的单片机，如8051，8031，8751，80C51BH，80C31BH等，它们的基本组成，基本性能和指令系统都是一样的。一般情况习惯用8051来代表51系列单片机。一个单片机的系统是由以下几部分组成：（1）一个8位CPU微处理器。（2）静态随机存取存储器，能够储存程序运行过程中产生的数据。（3）程序存储器ROM/EPROM中（4KB/8KB），用来保存程序和一些初始数据。但是在一些单片机中不使用ROM/EPROM中，如8031，8032，80c系列等。（4）4个8排的I/O并行接口P0~P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出。（5）2个定时器/计数器，每个定时器/计数器可设置计数用来计数外部事件，可以设置成常用的定时方式，并可以根据计算或结果控制单片机的运行。（6）五个中断源控制系统。（7）1个双向串行I/O口的UART（通用异步接收器/发送器UART），用于实现单片机的串行通信。（8）振荡器和时钟产生电路，需要外部电源的石英晶