51單片機

【導讀】首先要放清51的定位，跟我一起再念一遍：51只是個(gè)工具51只是個(gè)工具51只是個(gè)工具。當然51還有一個(gè)地位就是大學(xué)生單片機啟蒙教程。換句話(huà)說(shuō)：單片機只是個(gè)工具單片機。51單片機是對所有兼容Intel 8031指令系統的單片機的統稱(chēng)。該系列單片機的始祖是Intel的8031單片機，后來(lái)隨著(zhù)Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機取得了長(cháng)足的進(jìn)展，成為應用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應用于工業(yè)測控系統之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今后很長(cháng)的一段時(shí)間內將占有大量市場(chǎng)。51單片機是基礎入門(mén)的一個(gè)單片機，還是應用最廣泛的一種。

一、單片機的組成：

CPU：由運算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統和部分外部特殊功能寄存器;

RAM：用以存放可以讀寫(xiě)的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據;

ROM：用以存放程序、一些原始數據和表格;

I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出;

T/C：兩個(gè)定時(shí)/記數器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數模式;

五個(gè)中斷源的中斷控制系統;

一個(gè)全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行I/O口，用于實(shí)現單片機之間或單片機與微機之間的串行通信;片內振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機型號及性能。

二、單片機學(xué)習的4個(gè)階段

1、整體了解

要知道單片機是什么?單片機有何用?如何系統學(xué)習單片機?單片機系統設計的流程是怎樣的，需要掌握哪些輔助軟件?了解這些之后，我們的學(xué)習就有了目標和方向。

對51單片機的操作本質(zhì)上就是對寄存器的操作，對其他單片機也是如此。庫只是一個(gè)接口，方便使用者使用而已。

2、揭秘

單片機很難學(xué)，是因為其內部結構、編程語(yǔ)言抽象，且實(shí)際應用中與其他電子技術(shù)和元器件知識相互關(guān)聯(lián)，需結合起來(lái)一起設計開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。所以，第二階段要了解單片機的內部結構是怎樣的?單片機開(kāi)發(fā)經(jīng)常會(huì )用到哪些電子技術(shù)和元器件知識?如何將一條條編程指令組合成一段段有效的程序?

3、解密

之所以單片機能成為控制核心，設計出包羅萬(wàn)象的應用系統來(lái)，是因為開(kāi)發(fā)者利用了單片機提供的種種功能及各種外設。所以，第三階段我們要掌握單片機的各種功能，再加上諸如傳感器、模數轉換、掃描顯示、串行、中斷的應用思維，結合更多的元器件、電子電路知識，逐個(gè)學(xué)習、體會(huì )實(shí)際的單片機系統的秘密。

4、遠航

通過(guò)以上三個(gè)階段，讀者基本就可掌握單片機的應用了。但要設計出豐富的單片機系統，解決復雜的實(shí)際問(wèn)題，還需要了解更多的外設知識及其與單片機的聯(lián)系(如電動(dòng)機、各類(lèi)存儲器、繼電器、紅外管等)。這些需要不斷的學(xué)習和積累。有時(shí)候，接到一些開(kāi)發(fā)任務(wù)，就需要你針對這個(gè)任務(wù)自覺(jué)地去搜集、學(xué)習相關(guān)知識，在實(shí)踐中不斷學(xué)習和提高。

三、區別

同樣的一段程序，在各個(gè)單片機廠(chǎng)家的硬件上運行的結果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51，PHILIPS，和WINBOND等，我們常說(shuō)的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的AT89C51單片機，同時(shí)是在原基礎上增強了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由FLASH（程序存儲器的內容至少可以改寫(xiě)1000次）存儲器取代了原來(lái)的ROM（一次性寫(xiě)入），AT89C51的性能相對于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。

不過(guò)在市場(chǎng)化方面，89C51受到了PIC單片機陣營(yíng)的挑戰，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP(在線(xiàn)更新程序)功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，89S51已經(jīng)成為了實(shí)際應用市場(chǎng)上新的寵兒，作為市場(chǎng)占有率第一的Atmel公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，89S51采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片。同時(shí)，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場(chǎng)上見(jiàn)到的89C51實(shí)際都是Atmel前期生產(chǎn)的巨量庫存而以。如果市場(chǎng)需要，Atmel當然也可以再恢復生產(chǎn)AT89C51。

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(jià)格基本不變，甚至比89C51更低!

--ISP在線(xiàn)編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢在于改寫(xiě)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(gè)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(shuō)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(mén)狗計時(shí)器，不再需要像89C51那樣外接看門(mén)狗計時(shí)器單元電路。

-- 雙數據指示器。

-- 電源關(guān)閉標識。

-- 全新的加密算法，這使得對于89S51的盜版變?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)權不被侵犯。

-- 兼容性方面:向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說(shuō)所有教科書(shū)、網(wǎng)絡(luò )教程上的程序(不論教科書(shū)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。

比較結果:就如同INTEL的P3向P4升級一樣，雖然都可以跑Windows98，不過(guò)速度是不同的。從AT89C51升級到AT89S51 ,也是同理。和S51比起來(lái)，C51就要遜色一些，實(shí)際應用市場(chǎng)方面技術(shù)的進(jìn)步是永遠向前的