MCS-51单片机资料

简介：
MCS-51系列单片机产品有8051，8031，8751，80C51，80C31等型号（前三种为CMOS芯片，后两种为CHMOS芯片）。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。8051内部设有4K字节的掩模ROM程序存储器，8031片内没有程序存储器，而8751是将8051片内的ROM换成EPROM。由ATMEL公司生产的89C51将EPROM改成了4K的闪速存储器，他们的结构大同小异，本章将对8051单片机的结构作一介绍。### MCS-51单片机的关键知识点解析#### 一、MCS-51单片机概述MCS-51系列单片机是由Intel公司最初设计的一种8位微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。该系列包括了多个不同型号的产品，如8051、8031、8751、80C51和80C31等。这些型号的主要区别在于内部存储器的类型和配置。- **8051**: 内置4KB的掩膜ROM作为程序存储器。- **8031**: 不含内置程序存储器，适用于需要较大外部程序存储空间的应用。- **8751**: 与8051类似，但内置的是EPROM而非掩膜ROM。- **80C51** 和 **80C31**: 这两个型号采用了CHMOS技术，更加节能，并且80C51同样内置4KB的ROM，而80C31则没有内置程序存储器。随着技术的发展，ATMEL公司推出了89C51，这款单片机将8751中的EPROM换成了4KB的闪存（Flash Memory），进一步提升了单片机的性能和可靠性。#### 二、MCS-51单片机内部结构MCS-51单片机的内部结构高度集成，主要包括以下几个核心组件：1. **中央处理器(CPU)**: 8位微处理器，负责执行指令集。2. **片内振荡器及时钟电路**: 用于产生单片机工作所需的时钟信号。3. **4KB ROM程序存储器** (对于8051): 存储预编写的程序代码。4. **128字节RAM数据存储器**: 用于临时数据存储和变量存储。5. **两个16位定时器/计数器**: 可用于定时或对外部事件计数。6. **外部数据存储器和程序存储器控制电路**: 支持访问高达64KB的外部数据存储器和64KB的外部程序存储器。7. **32条可编程I/O线**: 四个8位的并行I/O端口，可用于连接外部设备。8. **可编程全双工串行口**: 实现串行通信功能。9. **中断控制系统**: 支持五种中断源和两级中断优先级。#### 三、MCS-51单片机CPU详解1. **运算器**: 负责进行算术和逻辑运算，支持半字节(4位)、单字节的数据处理。可以实现加、减、乘、除等基本算术运算，以及位操作等功能。 - **布尔处理器**: 特别设计用于处理位操作，使用进位标志位(C)作为累加器，支持位的设置、清除、反转等操作。2. **程序计数器(PC)**: 16位的寄存器，用于保存当前正在执行的指令地址。3. **指令寄存器**: 存储当前正在执行的指令代码，通过译码后产生控制信号。4. **定时与控制部件**: - **时钟电路**: 提供单片机运行所需的时钟信号，可以通过内部或外部时钟方式工作。 - **内部时钟方式**: 在XTAL1和XTAL2引脚外接晶体振荡器和电容器，产生自激振荡。 - **外部时钟方式**: XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器，这种方式不常用。 - **时序**: 指令周期由六个状态(S1P1-S6P2)组成，每个状态又分为两个时相(P1和P2)，用于控制指令的执行过程。 #### 四、总结MCS-51单片机以其高度集成化、丰富的资源和广泛的适用性，在工业控制、消费电子等领域有着广泛的应用。通过对不同型号的选择，可以灵活地满足不同应用场景的需求。此外，随着技术的进步，新的型号不断出现，如89C51等，进一步扩展了MCS-51系列的功能性和适用范围。理解MCS-51单片机的基本结构和工作原理对于嵌入式系统的开发至关重要。