（一）51基础：8051单片机简介

介绍

微控制器包含微处理器中的所有功能，内置ROM，RAM，I / O端口，串行端口，定时器，中断和时钟电路。它是整个计算机在单芯片上嵌入应用程序。微控制器广泛应用于国内（洗衣机，VCD播放机，微波炉，机器人等）以及工业和汽车领域。

8051是英特尔公司于1980年开发的MCS-51系列的第一个微控制器。它是使用N型金属氧化物半导体（NMOS）技术开发的，后来在它们的名称中用字母C标识，例如80C51采用互补金属氧化物半导体（CMOS）技术开发，功耗低于NMOS，使其更适合电池供电应用。

微控制器可以根据其位处理能力进行分类，例如，8位微控制器意味着它可以读取，写入和处理8位数据。基本上它指定了数据总线的大小。如今，微控制器的设计具有更紧凑，便宜和功能强大的规格，如AVR和PIC。

删除

如图所示，微处理器需要外部设备，如RAM用于数据存储，ROM用于程序存储，PPI 8255用于I / O端口，8253用于定时器，USART用于串行通信。

所有这些外围设备都集成在一起，形成一个可以嵌入应用程序中的控制单元。

删除

而微控制器具有片上可用的所有存储器和端口，如图所示。这使微控制器最受欢迎。后来许多半导体公司开发了自己的不同规格的微控制器。

控制器型号规格

以下是由上述半导体公司开发的各种流行的8051系列成员的规格：

删除

8051架构和引脚图

删除

8051架构

 所有8051微控制器都具有独特的架构，如图所示，它由功能块组成，用于构建8051功能强大的控制机器。

中央处理器

微控制器8051具有中央处理单元，其也被称为ALU（算术逻辑单元），其执行所有算术和逻辑运算。

删除

RAM（随机存取存储器）

• 微控制器8051具有128字节RAM用于数据存储。
• 它是易失性的内存类型。这意味着关闭设备电源时数据会丢失。
• 它在执行期间用于临时存储数据。
• RAM由寄存器组，堆栈和临时数据存储器组成，带有一些特殊功能寄存器（SFR）。

ROM（只读存储器）

• 在8051中，4KB ROM  可用于程序存储。
• 它是非易失性类型的内存。这意味着即使在电源故障的情况下数据也不会丢失。
• 8051具有16位地址。这意味着它可以访问2 ^ 16个内存位置，在大型应用程序的情况下，我们可以在外部连接多达64 KB的程序存储器。

RAM和ROM指定的尺寸因制造商而异。

计时器和计数器

• 微控制器8051具有两个定时器引脚T0和T1
• 通过这些定时器，我们可以在定时器模式下产生特定时间的延迟
• 我们可以在计数器模式下计算外部脉冲或事件
• 两个16位定时器寄存器可用作T0（TH0和TL0）和T1（TH1和TL1），例如，如果我们要加载T0，那么我们可以加载TH0中的高8位和TL0中的低8位
• TMOD和TCON寄存器用于选择模式并控制定时器操作

中断

• 内部或外部外设要求中断，在未使用时屏蔽。
• 每次发生中断事件后都会调用中断处理程序例程。
• 这些例程称为中断服务例程（ISR），位于特殊的内存中。
• INT0和INT1引脚用于接受外部中断。

振荡器

• IIt用于为8051提供时钟，决定速度和波特率。
• 我们使用频率在4MHz到30MHz之间变化的晶体。通常我们使用11.0592 MHz频率，这是串行通信中9600波特率所需的。

I / O端口

• 8051有四个输入/输出端口P0，P1，P2，P3
• 每个端口都是8位宽，它们的SFR（P0，P1，P2，P3）是位可访问的，即我们可以设置或重置单个位。
• 有些端口的引脚具有双重功能，
• P0 I / O引脚与8位数据总线和低位地址总线（AD0-AD7）复用，后者通过ALE信号进行解复用，并在外部存储器访问操作中使用锁存器。
• P2 I / O引脚与剩余的高阶地址总线复用（A8-A15）