8051單片機原理

8051是MCS-51系列單片機的非常典型的產(chǎn)品，我們用這一個(gè)代表性的型號進(jìn)行系統的單片機原理講解。

8051單片機包含中央處理器、數據存儲器(RAM)、定時(shí)/計數器、程序存儲器(ROM)、并行接口、串行接口和中斷系統等幾大單元及數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)等三大總線(xiàn)，現在我們分別對其原理加以說(shuō)明：
·數據存儲器(RAM)：
8051內部有128個(gè)8位用戶(hù)數據存儲單元和128個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數據，用戶(hù)只能訪(fǎng)問(wèn)，而不能用于存放用戶(hù)數據，所以，用戶(hù)能使用的的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數據，運算的中間結果或用戶(hù)定義的字型表。

·中央處理器：
中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機的核心部件，是8位數據寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數據或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個(gè)單元系統協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。了解中央處理器cpu對于弄懂單片機原理非常的重要。

·程序存儲器(ROM)：
8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶(hù)程序，原始數據或表格。

·全雙工串行口：
8051內置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。

·中斷系統：
8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計數器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿(mǎn)足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。

·時(shí)鐘電路：
8051內置最高頻率達12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機運行的脈沖時(shí)序，但8051單片機需外置振蕩電容。

·并行輸入輸出(I/O)口：
8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數據的傳輸。

·定時(shí)/計數器(ROM)：
8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計數器，以實(shí)現定時(shí)或計數產(chǎn)生中斷用于控制程序轉向。

單片機原理有兩種，一種是程序存儲器和數據存儲器分開(kāi)的形式，即哈佛(Harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數據存儲器合二為一的結構，即普林斯頓(Princeton)結構。INTEL的MCS-51系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機則采用普林斯頓結構。
下圖是MCS-51單片機原理圖。

■ MCS-51單片機的關(guān)鍵引腳說(shuō)明：
MCS-51系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結構，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線(xiàn)兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線(xiàn)兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線(xiàn)與P3口線(xiàn)復用?，F在我們對這些引腳的功能加以說(shuō)明：