51系列單片機5000字

51系列單片機5000字篇一：51系列單片機介紹

51系列單片機是根本型，包括8031、8051、8751、8951這四個機種區(qū)別，僅在于內程序儲存器。其中8031/8051/8751是Intel公司早期的產(chǎn)品。

8031的特點

8031片內不帶程序存儲器ROM，使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路373，外接的程序存儲器多為EPROM的2764系列。用戶假設想對寫入到EPROM中的程序進展修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之后再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什么保密性可言。

8051的特點

8051片內有4kROM，無須外接外存儲器和373，更能表達“單片〞的簡練。但是你編的程序你無法燒寫到其ROM中，只有將程序交芯片廠代你燒寫，并是一次性的，今后你和芯片廠都不能改寫其內容。

8751的特點

8751與8051根本一樣，但8751片內有4k的EPROM，用戶可以將自己編寫的程序寫入單片機的EPROM中進展現(xiàn)場實驗與應用，EPROM的改寫同樣需要用紫外線燈照射一定時間擦除后再燒寫。

由于上述類型的單片機應用的早，影響很大，已成為事實上的工業(yè)標準。后來很多芯片廠商以各種方式與Intel公司合作，也推出了同類型的單片機，如同一種單片機的多個版本一樣，雖都在不斷的改變制造工藝，但內核卻一樣，也就是說這類單片機指令系統(tǒng)完全兼容，絕大多數(shù)管腳也兼容；在使用上根本可以直接互換。人們統(tǒng)稱這些與8051內核一樣的單片機為“51系列單片機〞。

AT89C51、AT89S51的特點

在眾多的51系列單片機中，要算ATMEL公司的AT89C51、AT89S51更實用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為ATMELAT89xx做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發(fā)設備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進展加密，這又很好地保護了你的勞動成果。再著，AT89C51、AT89S51目前的售價比8031還低，市場供給也很充足。

AT89C2051、AT89C1051等的特點

ATMEL公司的51系列還有AT89C2051、AT89C1051等品種，這些芯片是在AT89C51的根底上將一些功能精簡掉后形成的精簡版。AT89C2051取掉了P0口和P2口，內部的程序FLASH存儲器也小到2K，封裝形式也由51的P40腳改為20腳，相應的價格也低一些，特別適宜在一些智能玩具，手持儀器等程序不大的電路環(huán)境下應用；AT89C1051在2051的根底上，再次精簡掉了串口功能等，程序存儲器再次減小到1k，當然價格也更低。

對2051和1051來說，雖然減掉了一些資源，但他們片內都集成了一個精細比擬器，別小看這小小的比擬器，他為我們測量一些模擬信號提供了極大的方便，在外加幾個電阻和電容的情況下，就可以測量電壓、溫度等我們日常需要的量。這對很多日用電器的設計是很珍貴的資源。

由于51系列單片機的內核都一樣，所以在51單片機教材方面目前仍然沿用IntelMCS8051單片機的書籍。開發(fā)軟件和工具也是一樣，我們統(tǒng)稱為8051開發(fā)系統(tǒng)、環(huán)境、等等，如我們網(wǎng)站介紹的匯編程序ASM51、KeilC51、MedWin等均是針對8051內核單片機的開發(fā)軟件。

單對AT89C51、AT89S51來說，在實際電路中可以直接互換8051\\8751，交換8031只是第31腳有區(qū)別，8031因內部沒有ROM，31腳需接地〔GND〕，單片機在啟動后就到外面程序存儲器讀取指令；而8051/8751/89c51因內部有程序存儲器，31腳接高電平〔VCC〕，

單片機啟動后直接在內部讀取指令。也就是51芯片的31腳控制著單片機程序從內部讀取還是從外部讀取，31腳接電源，程序從內部讀取，31腳接地，程序從外部讀取。其他無須改動。另外，AT89C51、AT89s51交換8031后因不用外存儲器，不必安裝原電路的外存儲器和373芯片。

89S51與89C51的區(qū)別

MCS-51單片機是美國INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有8031〔內部沒有程序存儲器，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰〕、8051〔芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰〕和8751等通用產(chǎn)品，一直到如今，MCS-51內核系列兼容的單片機仍是應用的主流產(chǎn)品〔比方目前流行的89S51、89C51等〕。89S51相對于89C51增加的新功能包括：

--新增加很多功能，性能有了較大提升，價格根本不變，甚至比89C51更低！

--ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機存儲器內的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個強大易用的功能。

--最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。

--具有雙工UART串行通道。

--內部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。--雙數(shù)據(jù)指示器。

--電源關閉標識。

--全新的加密算法，這使得對于89S51的**變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加強，這樣就可以有效的保護知識產(chǎn)權不被進犯。

--兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比方8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡教程上的程序〔不管教科書上采用的單片機是8051還是89C51還是MCS-51等等〕，在89S51上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容。

篇二：51系列單片機概述

第一講：51系列單片機概述

課程安排

理解51系列單片機

學研制成功。

–中央處理器〔CentralProcessingUnit，CPU〕

–只讀存儲器〔ReadOnlyMemory，ROM〕

–隨機存取存儲器〔RandomAccessMemory，RAM〕

–定時器/計數(shù)器及I/O〔Input/Output〕接口等部件。

理解51系列單片機

–1970年~1974年：誕生了第一代4位的單片機。這類單片機

已經(jīng)具有了并行I/O接口，以及一些常用的A/D和D/A等資

源。這在當時來說是非常強大的，通過靈敏的控制才能，使其

應用于電視機、收音機和電子玩具中。

–1974年~1978年：單片機進入8位時代。這個時期以Intel

公司的MCS-48系列單片機最具代表性。此時的單片機內部集

成了更為強大的8位CPU內核、多個并行I/O接口、同時增

加了定時器/計數(shù)器以及小容量的RAM和ROM等。

–1978年~1983年：Intel公司的MCS-51系列為代表，標志

著進入高檔8位單片機時代。這個時期的單片機工作頻率、硬

件資源和RAM/ROM容量等都有極大的打破，創(chuàng)新地參加了串口通信接口以及多級中斷處理系統(tǒng)。我們如今所廣泛使用的單

片機都仍以該內核為根底，因此，也常成為51系列單片機。

理解51系列單片機

強單片機的性能，同時還推出了不同類型的單片機。

–PIC系列

–AVR系列

–ARM系列

–C8051F系列

–PSoC系列

–等等

理解51系列單片機

–家電產(chǎn)品，例如在電視、、冰箱、空調、洗衣機、家用防

盜報警器等。在這里設備中，單片機主要用于功能控制。

–隨身影音設備，例如MP3、MP4、錄音筆等。在這里設備中，

單片機用于系統(tǒng)控制和功能管理。

–電子玩具，例如各種電動玩具、發(fā)聲玩具、玩具機器人、遙控

電動車、遙控航模等。在這里設備中，單片機實現(xiàn)了核心功能

的控制和智能人機接口。

–機電一體化設備，例如車床、銑床、數(shù)控機床等。在這類設備

中，單片機作為機電一體化設備的控制器，可以簡化機械產(chǎn)品

的構造設計，實現(xiàn)智能的消費和操作控制，并擴展原有設備的

功能。

–數(shù)據(jù)通信，例如無線數(shù)傳、大容量存儲設備等。在這類設備

中，單片機依靠串口、并口或者高速USB接口等，實現(xiàn)計算機

之間、計算機與外圍設備之間的控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

–測控設備，例如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、示波器、智能儀表等。在這里

設備中，依靠單片機強大控制和通信才能，實現(xiàn)測試、測量和

控制等功能。

理解51系列單片機

–高速。早期的51內核只有幾MHz的運行頻率，如今各個公司

推出的51單片機產(chǎn)品均可以到達幾十MHz的運行頻率，例如

Atmel公司的AT89S系列的單片機最大運行于33MHz，還有

其他一些公司的產(chǎn)品也都具有很高的速度。

–縮短指令執(zhí)行周期。早期的51內核指令一般需要1~4個指令

周期來完成，最快的單周期指令也需要6個時鐘周期，相當于

12個時鐘振蕩周期。新的增強型51內核大大縮短了指令的執(zhí)

行周期，例如MAXIM的高速單片機每機器周期使用一個時

鐘，速度是標準8051的33倍。還有其他一些公司也相應進步了指令的執(zhí)行時間。

–低功耗。單片機主要應用于各種嵌入式設備中，這類設備最大

的共性便是采用電池供電，需要具有出色的功耗控制。否那么，

一個產(chǎn)品很快沒電了，便毫無使用價值了。如今的單片機功耗

都在逐步下降，同時還提供了豐富的低功耗形式可供選擇，大

大延長了電池的使用時間。

–高度集成性。如今的單片機集成了越來越多的功能，例如A/D

轉換、D/A轉換、SPI接口、I2C接口、USART接口、USB

接口、CAN接口等等。在有些設計工程中，甚至僅靠一個單片

機便可以完成所有的工作，真正實現(xiàn)“單片〞的含義。

–減小封裝尺寸。單片機在進步強度的接口功能的同時，其封裝

體積也在逐步減少。這樣，可以減少電路板的使用面積，使最

終產(chǎn)品小型化。目前的、筆記本等的日益小型化便是很好

的表達。

51系列單片機的典型引腳構造

51系列單片機的典型引腳構造

–VCC〔Pin40〕：正電源引腳。正電源接4.0～5.0V電壓，正

常工作電壓為+5V。

–GND〔Pin20〕：接地引腳。

51系列單片機的典型引腳構造

–XTAL1〔Pin19〕：用作片內振蕩電路的輸入端。

–XTAL2〔Pin18〕：用作片內振蕩電路的輸出端或者外部時鐘

源的輸入引腳。

51系列單片機的典型引腳構造

具有兩個功能，既可以用作雙向數(shù)據(jù)總線口，也可以分時復用輸出低8位地址總線。

51系列單片機的典型引腳構造

用做通用I/O端口，是8位準并行的，具備4個TTL負載的驅動才能。P1端口可以用做位處理，既各位都可以單獨輸出或輸入數(shù)據(jù)。

51系列單片機的典型引腳構造

可以用作通用I/O端口，或者在擴展外部存儲器時用作高8位地址線。

51系列單片機的典型引腳構造

可以用作通用I/O端口，可進展位操作，同時還具有特定的第二功能。

51系列單片機的典型引腳構造

51系列單片機的典型引腳構造

這里輸入。

振蕩電路啟動后，假設RST引腳外加兩個機器周期〔即24個時鐘振蕩脈沖〕以上的高電平，單片機便實現(xiàn)了復位。

51系列單片機的典型引腳構造

上電復位電路

51系列單片機的典型引腳構造

沖輸入端。下面分別進展介紹。

–當作為地址鎖存使能端時為ALE。當單片機訪問外部程序存儲

器時，ALE〔地址鎖存〕的負跳變將低8位地址打入鎖存。而

當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，例如執(zhí)行MOVX類指令，ALE引腳會跳過一個脈沖。當單片機在非訪問內部程序存儲器時，ALE

引腳將有一個1/6振蕩頻率的正脈沖信號輸出，該信號可以用

于外部計數(shù)或電路其他局部的時鐘信號。

–當作為編程脈沖輸入端時為，在進展程序下載時使用。

51系列單片機的典型引腳構造

單片機訪問外部程序存儲器，讀取指令碼時，該引腳在每個機器周期產(chǎn)生兩次有效信號，即該引腳輸出兩個負脈沖選通信號；在執(zhí)行片內程序存儲器讀取指令碼以及讀寫外部數(shù)據(jù)時，該引腳不產(chǎn)生脈沖信號。

51系列單片機的典型引腳構造

篇三：51系列單片機的構造和功能

1.外文資料翻譯譯文：

51系列單片機的構造和功能

51系列單片機是英特爾公司消費的具有一定構造和功能的單片機產(chǎn)品。這家公司在1976年引入8位MCS-48系列單片機后，于1980年又推出了8位高檔的MCS-51系列單片機。它包含很多種這類型的單片機，如8051，8031，8751，80C51BH，80C31BH等，它們的根本組成，根本性能和指令系統(tǒng)都是一樣的。一般情況習慣用8051來代表51系列單片機。

一個單片機的系統(tǒng)是由以下幾局部組成：〔1〕一個8位CPU微處理器?！?〕靜態(tài)隨機存取存儲器，可以儲存程序運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。〔3〕程序存儲器ROM/EPROM中〔4KB/8KB〕，用來保存程序和一些初始數(shù)據(jù)。但是在一些單片機中不使用ROM/EPROM中，如8031，8032，80c系列等?！?〕4個8排的I/O并行接口P0~P3，每個口可以用作輸入，也可以用作輸出?！?〕2個定時器/計數(shù)器，每個定時器/計數(shù)器可設置計數(shù)用來計數(shù)外部事件，可以設置成常用的定時方式，并可以根據(jù)計算或結果控制單片機的運行?！?〕五個中斷源控制系統(tǒng)。

〔7〕1個雙向串行I/O口的UART〔通用異步接收器/發(fā)送器UART〕，用于實現(xiàn)單片機的串行通信?！?〕振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，需要外部電源的石英晶體微調電路，允許接在12v的振蕩頻率上。上述局部通過內部數(shù)據(jù)總線連接。其中，CPU是單片機的核心，它是單片機的控制和指揮中心，ALU算數(shù)邏輯運算單元可進展算術運算和邏輯運算，由1個8暫時存儲器，和2個8位的累加器組成。Acc累加器是ALU運算結果的存放單元，一般數(shù)據(jù)通過它來傳送。此外，Acc往往被視為對8051內的數(shù)據(jù)傳輸中轉站。和通常的微處理器一樣，它是最繁忙的存放器。有記憶功能并執(zhí)行命令。該控制器包括程序計數(shù)器，可讀寫的存儲器，振蕩器和定時電路等。該程序計數(shù)器是有兩對8或16位計數(shù)器，它是一個字節(jié)地址計數(shù)器，在個人電腦運行程序時，執(zhí)行下一個單元的內容，程序執(zhí)行時可以改變它的內容從而改變運行的結果。在8051芯片震蕩電路中，需要外接石英晶體和微調電容，其頻率范圍為1.2MHz—12MHz。該脈沖信號，即為8051的工作周期，是最小的時間單位。8051和其他單片機一樣，都有一樣的控制和功能，就像樂

隊也有打擊樂器一樣。

在8051中有ROM〔程序存儲器，只能讀取〕，和RAM〔數(shù)據(jù)存儲器，可以讀和寫〕，他們有各自獨立的內存地址空間，也有一樣的處理方式。8051和8751的程序存儲器的存儲容量為4KB，地址從0000H開始，在使用過程中其中的數(shù)據(jù)不變。8051、8751、8031數(shù)據(jù)存儲器的內存為128B，默認地址是00FH，用于保存中間數(shù)據(jù)和緩存。在這128B的內存中，有32byteses，被稱作工作存放器，和常用的微處理器不同的是，8051的RAM是按功能來劃分模塊的。MCS-51系列單片機和一般電腦的處理方式不同。一般電腦會自動分配地址空間，ROM和RAM的計算機可以安排在不同的空間內，地址范圍會根據(jù)ROM和RAM的位置分配不同地址空間。在訪問的內存，不管是ROM和RAM，只有一個地址對應一個內存單元，都要按這個順序訪問。這種內存構造是所謂的普林斯頓構造。8051的存儲器按物理構造劃分可分為程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲空間，共有四個內存空間，按構造位置的不同分為內部程序存儲空間、外部程序存儲空間、內部數(shù)據(jù)存儲空間和外部數(shù)據(jù)存儲空間。但從用戶的使用角度看，8051存儲器地址空間被分成三類：

〔1〕片內，安排FFFFH的塊，片外的〔使用16個地址〕串口0000H地址?！?〕外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間為64KB，地址是從0000H到FFFFH〔含16個地址〕的位置排列也?！?〕256B的數(shù)據(jù)存儲器〔使用8個地址〕的地址空間。上述三個重疊的內存空間地址，用8051指令系統(tǒng)的傳輸不同的數(shù)據(jù)和使用的功能區(qū)分。CPU的訪問內存時，訪問ROM使用MOVC語句，訪問RAM塊順序使用片外操作的MOVX語句，訪問內存片段使用MOV語句。

8051單片機有4個8并行的I/O端口，分別為P0，P1，P2和P3。每個端口是8位準確的雙向口，共占了32針。每一個I/O線可作為獨立的入口和出口。每個端口包括一個鎖存器〔即特殊功能存放器〕，一個出口驅動器和引進緩沖器。使數(shù)據(jù)可以鎖存輸出，數(shù)據(jù)可以及時緩沖，其余四個具有一樣的功能。接外部存儲擴大它們的內存時，這四個口就可作為雙向口常用的I/O口，這是，P2口看到高8位地址，P0口是一個公共兩用口，傳送輸出低8的地址和數(shù)據(jù)。

P3口的輸出級別小于P1，可以在里面繪制負載電阻，每一個都能驅動4個LS型TTL負載輸出。作為輸入口時，所有TTL或NMOS電路都可以驅動一個正常的方式8051-P3口作為單片機的P1口。可以利用改變電阻的輸出大小，直接

地充當震蕩開路，不需要添加外部電阻。其中每個口都是標準的雙向口。當在當做輸入口時，必須把相應的端口置1來鎖閉輸出。比方8051單片機，所有端口提供的輸出電流只能幾毫安，用作輸出口時接一個普通的晶體管，要穩(wěn)定使用，還要接一定電阻。其主要功能是把初始地址設為0000H，使單片機從0000H的地址開始運行程序。除了正常進入系統(tǒng)的初始化，由于操作失誤或操作過程錯誤，也要可以解決錯誤，重新運行。在8051中RST引腳是一個輸入復位鍵，復位鍵高電平信號有效，要保證24倍以上的時鐘周期〔即2個機器周期〕。假設收到高頻的6v輸入信號，單片機就會復位。

初始化時，需要兩局部外部電路。外部電路采用施密特觸發(fā)方式觸發(fā)了復位鍵〔RST〕，形成了復位信號輸出電路，并把信號傳送到每個引腳，按順序到了復位引腳，就會迅速響應信號指令。復位功能的可靠性，適宜6v電壓的電容震蕩電路，復位信號的周期可以大于兩個機器周期。雖然復位電路的構造很簡單，但它的功能是非常重要的。一個單片機系統(tǒng)能否正常運行，應先檢查它有沒有正確的復位電路。檢查和檢測其發(fā)出信號，用示波器顯示時，結合復位電路很重要，觀察波形時，輸出口〔瞬時〕的波動范圍是很大的，也可以通過復位電路對實驗進展有必要的改變。

2.外文原文：

StructureandfunctionoftheMCS-51series

StructureandfunctionoftheMCS-51seriesone-chipputer

MCS-51isanameofapieceofone-chipputerserieswhichIntelpanyproduces.Thispanyintroduced8top-gradeone-chipputersofMCS-51seriesin1980afterintroducing8one-chipputersofMCS-48seriesin1976.Itbelongtoalotofkindsthislineofone-chipputerthechipshave,suchas8051,8031,8751,80C51BH,80C31BH,etc.,theirbasicposition,basicperformanceandinstructionsystemareallthesame.8051dailyrepresentatives-51serialone-chipputers.

Anone-chipputersystemismadeupofseveralfollowingparts:(1)Onemicroprocessorof8(CPU).(2)AslicedatamemoryRAM(128B/256B),itusenotdeposittingnotcanreading/datathatwrite,suchasresultnotmiddleofoperation,finalresultanddatawantedtoshow,etc.(3)ProcedurememoryROM/EPROM(4KB/8KB),isusedtopreservetheprocedure,someinitialdataandforminslice.ButdoesnottakeROM/EPROMwithinsomeone-chipputers,suchas8031,8032,80C,etc..(4)Four8runsidebysideI/OinterfaceP0fourP3,eachmouthcanuseasintroduction,mayuseasexportingtoo.(5)Twotimer/counter,eachtimer/countermaysetupandcountintheway,usedtocounttotheexternalincident,cansetupintoatimingwaytoo,andcanaccordingtocountorresultoftimingrealizethecontroloftheputer.(6)Fivecutoffcuttingoffthecontrolsystemofthesource.(7)OneallduplexingserialI/OmouthofUART(universalasynchronousreceiver/transmitter(UART)),isitrealizeone-chipputerorone-chipputerandserialmunicationofputertousefor.(8)Stretchoscillatorandclockproducecircuit,quartzcrystalfinelytuneelectriccapacityneedouter.Allowoscillationfrequencyas12megahertasnowatmost.Everytheabove-mentionedpartwasjoinedthroughtheinsidedatabus.Amongthem,CPUisacoreoftheone-chipputer,itisthecontroloftheputerandmandcentre,madeupofsuchpartsasarithmeticunitandcontroller,etc..Thearithmeticunitcancarryon8personsofarithmeticoperationandunitALUoflogicoperationwhileincludingone,the1storingdevicetemporariliesof8,storingdevice2temporarily,8'saccumulationdeviceACC,registerBandprocedurestateregisterPSW,etc.PersonwhoaccumulateACCcountby2inputendsenteredofcheckingetc.temporarilyasoneoperationoften,efrompersonwhostore1operationisitisitmakeoperationtogoonto

counttemporarily,operationresultandloopbackACCwithanotherone.Inaddition,ACCisoftenregardedasthetransferstationofdatatransmissionon8051inside.Thesameasgeneralmicroprocessor,itisthebusiestregister.HelprememberingthatagreeingwithAexpressesintheorder.Thecontrollerincludestheprocedurecounter,theorderisdepositted,theorderdecipher,theoscillatorandtimingcircuit,etc.Theprocedurecounterismadeupofcounterof8fortwo,amountsto16.Itisabyteaddresscounteroftheprocedureinfact,thecontentisthenextIAthatwillcarriedoutinPC.Thecontentwhichchangesitcanchangethedirectionthattheprocedurecarriesout.Shakethecircuitin8051one-chipputers,onlyneedouterquartzcrystalandfrequencytofinelytunetheelectriccapacity,itsfrequencyrangeisits12MHZof1.2MHZ.Thispulsesignal,as8051basicbeatsofworking,namelytheminimumunitoftime.8051isthesameasotherputers,theworkinharmonyunderthecontrolofthebasicbeat,justlikeanorchestraaccordingtothebeatplaythatismanded.

ThereareROM(procedurememory,canonlyread)andRAMin8051slices(datamemory,canisitcanwrite)twotoread,theyhaveeachindependentmemoryaddressspace,disposewaytobethesamewithgeneralmemoryofpute