8051单片机
8051单片机结构原理
8051单片机结构原理8051单片机是一种经典的8位微控制器，由Intel公司于上世纪80年代推出，至今仍然广泛应用于各种嵌入式系统中。
8051单片机具有简单的架构和强大的功能，它被广泛应用于家电、汽车、工业控制、通信、计算机外设等各种领域。
首先是CPU，它是整个单片机的核心部分，负责执行指令、处理数据等任务。
8051的CPU采用哈佛结构，指令存储器和数据存储器分开，分别通过不同的总线输入指令和数据，这样可以提高执行效率。
CPU包括一个8位累加器、一个16位程序计数器PC和一些专用寄存器，如SP（堆栈指针）、PSW（程序状态字）等。
RAM是用于存储程序执行过程中的变量和中间结果的地方。
8051单片机通常配备256字节到8KB大小的RAM，其中一部分用作数据存储，另一部分用来存放堆栈和暂存器等。
ROM是存储固定程序的地方。
8051单片机通常拥有4KB到64KB大小的ROM，其中包括了程序的实际代码和常量等。
ROM可以通过更换EPROM、EEPROM或闪存等器件以更新程序。
IO口是单片机与外部设备进行数据交互的接口。
8051单片机通常有多个IO口，它可以配置为输入和输出模式，用于与按钮、LED、液晶显示屏、键盘、存储器等外设进行数据交换。
定时器是用于计时和测量时间的模块。
8051单片机通常内置一个或多个定时器，用于延时、PWM输出、定时中断等应用。
定时器可以生成固定频率的时钟信号，或者根据预设的定时值生成定时中断。
除了以上主要部分，8051单片机还包含一些辅助模块，如串口通信模块、中断控制器、ADC（模数转换器）等。
这些模块可以扩展单片机的功能，实现更丰富的应用。
8051单片机的工作原理是通过执行一条条指令来完成不同的任务。
指令由程序存储器中读取，并由CPU根据指令集执行相应的操作。
指令集包括各种算术运算、逻辑运算、数据传输、跳转、循环等指令，通过组合这些指令可以实现各种不同的功能。
程序的执行按照顺序进行，程序计数器PC每次执行完一条指令后自动加一，指向下一条指令。
8 0 5 1 单 片 机 的 组 成
8051单片机的组成
"8051" 是一种单片机（Microcontroller）的型号，常用于嵌入式系统和微控制器应用。
下面是8051单片机的基本组成部分：
中央处理器 （CPU）：8051单片机包含一个8位的中央处理器，执行存储在程序存储器中的指令。
存储器：包括程序存储器 （存放程序代码）和数据存储器（存放变量和中间数据）。
程序存储器 （ROM）： 存放程序代码，是只读的，通常包含固定的程序。
数据存储器 （RAM）：存放变量和中间数据，是读写的。
输入/输出端口 （I/O Ports）：8051单片机通常具有多个数字输入/输出端口，用于与外部设备进行通信。
计时/计数器： 8051单片机内置了至少一个计时/计数器，用于执行定时操作和计数操作。
串行通信控制器：支持串行通信协议，如UART （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），用于与其他设备进行串行通信。
中断系统： 8051具有中断系统，允许在特定条件下跳转执行中断服务程序。
时钟电路： 提供单片机需要的时钟脉冲。
控制寄存器： 用于配置和控制单片机的各个功能。
这些组成部分一起工作，使得8051单片机能够执行特定任务。
请注意，不同制造商可能会在8051的基础上进行一些变体，添加额外的功能或模块。
8051单片机的内部结构
8051单片机的内部结构8051单片机是一种经典的8位微控制器，因其性能稳定、易于使用和广泛应用于各种嵌入式系统中而备受推崇。
8051单片机采用哈佛架构，具有强大的功能和丰富的内部资源。
本文将详细介绍8051单片机的内部结构。
1.CPU核心：8051单片机核心包括中央处理器（CPU）和一些相关模块，主要包括ALU（算术逻辑单元）和控制单元。
ALU负责执行算术和逻辑运算，而控制单元负责指令译码和控制指令执行。
2.存储器：8051单片机具有多种类型的存储器，包括ROM、RAM和特殊功能寄存器。
- ROM（Read Only Memory）：8051单片机的ROM存储器用于存储程序指令，其容量通常为4KB至64KB，并且不可编程。
程序储存在ROM中，在运行时从中读取指令并执行。
- RAM（Random Access Memory）：8051单片机的RAM存储器用于存储变量和临时数据。
其容量通常从XDATA的8051型号开始，为128B至256B。
与ROM不同，RAM可读可写，并且容易被程序修改。
-特殊功能寄存器（SFR）：8051单片机的特殊功能寄存器是一种特殊的存储器类型，用于存储特定功能的控制和状态信息。
例如，P0（口0）用于控制和监测微控制器的输入/输出。
3.端口：8051单片机包含4个8位双向并行端口（P0-P3），用于与外部设备进行通信。
每个端口都可以配置为输入或输出，并且具有输入缓冲器和输出驱动器。
4. 定时器/计数器：8051单片机具有两个16位定时器/计数器（Timer/Counter 0和Timer/Counter 1）。
它们可用于测量时间间隔、生成定时中断和计数外部事件。
5.串行通信接口：8051单片机具有一个串行通信接口（UART），用于与外部设备进行串行数据传输。
UART可以通过异步串行通信或同步串行通信来传输数据。
6.中断控制器：8051单片机具有中断控制器，用于处理外部中断和内部中断。
8051单片机工作原理
8051单片机工作原理8051单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
它采用哈佛结构，拥有强大的功能和灵活的扩展性，是许多嵌入式系统的首选。
8051单片机的工作原理可以简单概括为：输入输出、存储器和中央处理器三个主要模块的协同工作。
我们来看输入输出模块。
8051单片机通常具有多个I/O引脚，用于与外部设备进行数据的交互。
这些引脚可以用作输入或输出，可以连接到开关、传感器、显示器等外部电路。
通过读取或写入这些引脚的电平状态，单片机可以实现与外部设备的通信。
存储器模块在单片机中起到了至关重要的作用。
8051单片机通常包含多种类型的存储器，如RAM、ROM和EEPROM。
RAM用于临时存储数据，ROM用于存储程序代码，而EEPROM则用于存储永久性数据。
这些存储器可以存储原始数据、程序代码、变量和常量等信息，为单片机的正常运行提供了必要的支持。
中央处理器（CPU）是8051单片机的核心部件。
它包含了运算器、控制器和时钟等关键部件，负责执行指令、进行算术运算和逻辑判断。
CPU通过时钟信号控制指令的执行速度，保证单片机的正常工作。
同时，它还通过总线和存储器模块、输入输出模块进行数据交换，实现与外部设备的通信。
除了上述三个主要模块外，8051单片机还具有一些辅助功能，如定时器和串口通信等。
定时器可以提供准确的计时功能，用于测量时间间隔或生成特定的定时信号。
串口通信模块可以实现与外部设备的串行通信，如与计算机进行数据传输。
总结起来，8051单片机的工作原理是通过输入输出模块与外部设备进行数据交换，通过存储器模块存储相关数据，通过中央处理器执行指令和处理数据，最终实现各种功能。
它的工作原理简洁明了，但在实际应用中却可以实现各种复杂的功能，并且可以根据需求进行灵活扩展。
这使得8051单片机成为许多电子设备中不可或缺的核心部件。
8051单片机指令
8051单片机指令8051单片机是一种经典的微控制器，使用广泛，特别适用于嵌入式系统开发。
在实际的编程过程中，了解并掌握8051单片机的指令集是非常重要的。
本文将介绍一些常用的8051单片机指令，帮助读者更好地理解和应用这些指令。
一、MOV指令MOV指令是8051单片机中最常用的指令之一，用于将数据从一个寄存器移动到另一个寄存器。
例如，MOV A, B表示将B寄存器的值移动到A寄存器中。
这个指令非常简单直观，容易理解和使用。
二、ADD指令ADD指令用于将两个数相加，并将结果存储到累加器。
例如，ADD A, B表示将A和B寄存器中的值相加，并将结果存储到A寄存器中。
这个指令非常有用，可以实现简单的数学运算。
三、SUB指令SUB指令用于计算两个数的差值，并将结果存储到累加器。
例如，SUB A, B表示将B寄存器的值从A寄存器的值中减去，并将结果存储到A寄存器中。
这个指令也非常常用，可以实现简单的减法运算。
四、MUL指令MUL指令用于计算两个数的乘积，并将结果存储到累加器和扩展寄存器中。
例如，MUL AB表示将A和B寄存器中的值相乘，并将低8位结果存储到累加器A中，将高8位结果存储到扩展寄存器B中。
这个指令非常有用，可以实现简单的乘法运算。
五、DIV指令DIV指令用于计算两个数的商和余数，并将结果存储到累加器和余数寄存器中。
例如，DIV AB表示将A和B寄存器中的值相除，并将商存储到累加器A中，余数存储到余数寄存器B中。
这个指令非常有用，可以实现简单的除法运算。
六、JMP指令JMP指令用于无条件跳转到指定的地址。
例如，JMP 2000H表示程序跳转到2000H地址处执行。
这个指令非常常用，可以实现程序的控制流跳转。
七、JC指令JC指令用于在进位标志位（Carry Flag）为1时跳转到指定的地址。
例如，JC 3000H表示当进位标志位为1时，程序跳转到3000H地址处执行。
这个指令非常有用，可以实现条件判断和分支跳转。
8051单片机教程
8051单片机教程一、认识8051单片机8051单片机是一款经典的微控制器，自1981年由英特尔公司推出以来，便广泛应用于工业控制、智能家居、嵌入式系统等领域。
本教程将带领大家了解8051单片机的结构、原理及其编程方法。
1. 8051单片机的基本结构（1）中央处理器（CPU）：负责执行程序指令，进行数据处理和控制。
（2）存储器：包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存放程序代码，数据存储器用于存放运行过程中的数据和变量。
（3）定时器/计数器：用于实现定时或计数功能，可应用于各种场合，如延时、脉冲计数等。
（4）并行I/O口：共有4个8位的并行I/O口，可用于连接外部设备，进行数据输入输出。
（5）串行通信接口：用于与其他设备进行串行通信，可实现数据的长距离传输。
（6）中断系统：允许外部设备或内部事件打断正常的程序执行流程，提高系统的实时性。
2. 8051单片机的特点（1）指令丰富：8051单片机拥有111条指令，包括数据传送、逻辑运算、算术运算、位操作等。
（2）硬件资源丰富：具备定时器、串行通信接口、中断系统等硬件资源，易于实现各种功能。
（3）扩展性强：可通过外部总线扩展存储器、I/O口等资源。
（4）功耗低：适用于电池供电的便携式设备。
（5）成本低：8051单片机价格低廉，性价比高。
二、8051单片机的编程基础1. 汇编语言与C语言2. 开发环境搭建（1）并安装Keil软件。
（2）创建一个新项目，选择8051单片机型号。
（3）编写，并将文件添加到项目中。
（4）编译、项目，可执行文件。
（5）将可执行文件到8051单片机中，进行调试和运行。
3. 基本语法与编程规范（1）变量定义：在C语言中，使用变量前需先进行定义。
例如：unsigned char count; // 定义一个无符号字符型变量count（2）数据类型：8051单片机支持多种数据类型，如char、int、long等。
8051单片机
介绍：8051是MCS-51系列单片机的最初成员，是所有MCS-51设计的核心。
8051核心的特点是：•应用8 位CPU优化控制。
•广阔的布尔处理（单位逻辑）功能。
•64 K程序存储器地址空间。
•64 K数据存储器地址空间。
•4K字节的片内程序存储器。
•128字节的片内数据存储器。
•32个双向和独立寻址的I / O线•两个16位定时器/计数器。
•全双工UART。
•6-源/ 5-矢量的两个优先级中断结构。
•内部时钟震荡器。
8051 核心特点的基本结构，如图 1 所示图1. 8051的核心框图ROM/OTP ROM/EPROM (bytes): ■ROM = 系统软件标准BIOS速度（MHz） 241 = 24 MHz 内部唯一的执行频率20* = 20MHz时供参考的温度范围锁定位 1 = 1锁定位为20MHz及24MHz部分，无锁定位为12及16MHz部分 = 程序无法执行，访问外部存储器限制为4K 8XC152产品系列 = 通信控制器8XC51SL产品系列 = 键盘控制器CHMOS 设备功能上，CHMOS设计（指定设计名称中的“C”）与8051完全兼容，但CMOS，电流相对小于当前的HMO。
要进一步利用 CMOS 电路节省可用的电源，加入两种低功耗模式：软件调用空闲模式，在此期间，CPU被关闭，而RAM和其他芯片外围设备继续运行。
在这种模式下,该设备充分激活时，电流消耗大约减少15%。
软件调用掉电模式，在此期间，芯片上的所有活动都暂停。
该芯片上的RAM继续保持数据。
在这种模式下通常电流少于10 uA。
虽然80C51BH与HMOS在功能上是兼容的，但这两种类型的设计之间的存在差异，必须考虑应用电路的设计，如果确保在HMOS与CHMOS设备之间能够完全转换。
这些设计应用注释AP-252,“与80C51BH设计”一起讨论。
关于单独设计和表1中列出的功能的更多信息，请参阅硬件说明和具体设备的数据表。
在MCS®-51设计中的存储器程序和数据存储器的逻辑分离所有MCS-51设计的程序和数据存储器具有独立的地址空间，如图2所示，程序和数据存储器的逻辑分离，允许访问8位数据存储器地址，可以更迅速地由一个8位CPU存储和操纵。
8051单片机教程
8051单片机教程1.8051单片机的基本概念2.8051单片机的寄存器8051单片机共有4个寄存器：A累加器、B寄存器、DPTR数据指针和PSW程序状态字。
其中累加器A用于存储和运算数据，寄存器B常用于存放需要扩展的数据，数据指针DPTR可以用来指向程序存储器中的数据，程序状态字PSW用于标志程序的运行状态。
3.8051单片机的IO口4.8051单片机的编程8051单片机支持汇编语言编程，操作简单灵活。
编程过程主要包括程序设计、程序烧录和程序调试三个步骤。
程序设计需要根据具体需求编写程序，使用编译器将汇编语言转换成二进制程序，然后通过编程器将程序烧录到芯片中，最后通过仿真器对程序进行调试和测试。
5.8051单片机的应用8051单片机广泛应用于各个领域，如家电控制、工业控制、安防监控、医疗仪器等。
在家电控制方面，可以通过程序来控制电视机、空调、洗衣机等家电设备的开关和操作；在工业控制方面，可以利用8051单片机的IO口来控制工业生产线的运行和监测系统的数据采集；在安防监控方面，可以利用8051单片机来控制摄像头、门禁系统等设备的操作；在医疗仪器方面，可以利用8051单片机来控制血压测量、体温测量等设备的运行。
6.8051单片机的发展趋势随着科技的发展，8051单片机也在不断升级。
最新的8051单片机已经具备了更高的性能、更多的接口功能和更大的存储容量，可以更好地满足各种应用需求。
同时，也有越来越多的开发工具和IDE软件可以使用，使得8051单片机的开发变得更加便捷高效。
总结：本文简要介绍了8051单片机的基本知识和使用方法，包括8051的基本概念、寄存器、IO口、编程方法、应用领域及发展趋势等方面内容。
相信读者通过阅读本文，对于8051单片机有了一个初步的了解，并有了一定的学习和使用指导。
单片机第4章8051单片机指令系统
单片机第4章8051单片机指令系统在单片机的世界里，指令系统就如同指挥官手中的指令手册，指引着单片机完成各种复杂的任务。
8051 单片机的指令系统更是其中的重要组成部分，它为我们提供了丰富多样的指令，让我们能够灵活地控制单片机的运行。
8051 单片机的指令系统可以分为五大类，分别是数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令和位操作指令。
数据传送指令是指令系统中的基础，就像是在战场上调配物资一样。
它能够实现寄存器之间、寄存器与存储器之间、立即数与寄存器或存储器之间的数据传递。
比如 MOV 指令，它可以将一个数据从源地址传送到目的地址。
假设我们要将立即数 50H 传送到累加器 A 中，就可以使用指令“MOV A, 50H”。
这样，累加器 A 就存储了 50H 这个数值。
算术运算指令则像是在进行战斗中的兵力计算。
它包括加法、减法、乘法和除法等运算。
ADD 指令用于加法运算，SUBB 指令用于带借位的减法运算。
例如，我们要将累加器 A 中的值与寄存器 B 中的值相加，并将结果存放在累加器 A 中，就可以使用指令“ADD A, B”。
如果要进行带借位的减法运算，比如从累加器 A 中减去寄存器 B 中的值以及借位标志位 CY 的值，可以使用指令“SUBB A, B”。
逻辑运算指令就像是在制定战略时的思考逻辑。
AND 指令用于逻辑与操作，ORL 指令用于逻辑或操作，XRL 指令用于逻辑异或操作。
以 AND 指令为例，如果我们要将累加器 A 中的值与立即数 80H 进行逻辑与操作，并将结果存放在累加器 A 中，就可以使用指令“AND A, 80H”。
控制转移指令则是指挥战斗中的战略部署调整。
它可以改变程序的执行顺序，使单片机能够根据不同的条件执行不同的程序段。
比如 JZ 指令，如果累加器 A 的值为 0，则程序跳转到指定的地址；JC 指令，如果进位标志位 CY 为 1，则程序跳转到指定的地址。
位操作指令则专注于对单个位的操作，就像是在精细地调整战斗中的某个关键环节。
8051系列单片机介绍
8051系列单片机介绍
8051系列（单片机）内部结构可以分为（CPU）、存储器、并行口、串行口、（定时器）/计数器和中断逻辑这几部分，如图。
（处理器）
（微处理器）又称CPU，由运算器和（控制器）两大部分组成。
1.算术逻辑单元
它在控制器所发内部控制（信号）的控制下进行各种算术操作和逻辑操作。
MCS-51系列单片机的算术逻辑单元能完成带进位位加法、不带进位位加法、带进位位减法、加1、减1、逻辑与、逻辑或、逻辑异或、循环移位以及数据传送、程序转移等一般操作外，其特点是：在B（寄存器）配合下，能完成乘法与除法操作。
可进行多种内容交换操作。
能作比较判跳转操作。
有很强的位操作功能。
2.累加器
累加器A是最常用的专用寄存器。
进入ALU作算术操作和逻辑操作的操作数很多来自A，操作的结果也常送回A。
有时很多单操作数操作指令都是针对A的，例如指令INC A是执行A中内容自加1的操作，指令CLR A是执行将A内容清零的操作，指令RL A是执行使A各位内容依次循环向左移动一位的操作.
程序状态字
程序状态字PSW是一个8位寄存器，它包含了许多程序状态信息，其各位的含义见图1-2-2
PSW各位的含义如表1-2-1
（RS）1、RS0与工作寄存器组的关系如表1-2-2。
stc32位8051单片机原理及应用
stc32位8051单片机原理及应用一、概述STC32位8051单片机是一款基于8051内核的微控制器，由STC（System Technology Company）公司设计生产。
与传统的8位8051单片机相比，STC32位8051单片机在处理速度、存储容量、功能模块等方面都有显著提升，使其在工业控制、智能家居、物联网等领域得到广泛应用。
二、STC32位8051单片机的特点1. 高速处理能力：STC32位8051单片机采用32位CPU内核，比传统的8位8051单片机处理速度更快，能够更好地满足复杂控制和数据处理的需求。
2. 大容量存储：STC32位8051单片机内部集成了大容量Flash程序存储器和RAM数据存储器，方便用户存放大量程序和数据。
3. 丰富的外设接口：STC32位8051单片机集成了多种外设接口，如UART、SPI、I2C、CAN 等，方便与外部器件进行通信和控制。
4. 低功耗设计：STC32位8051单片机采用低功耗设计，能够有效地降低系统功耗，延长系统使用寿命。
5. 抗干扰能力强：STC32位8051单片机具有较强的抗干扰能力，能够在较为恶劣的环境下稳定工作。
三、STC32位8051单片机的应用STC32位8051单片机因其高速处理能力、大容量存储、丰富的外设接口和低功耗设计等特点，被广泛应用于以下领域：1. 工业控制：STC32位8051单片机可应用于各种工业控制系统中，如电机控制、温度控制、压力控制等。
2. 智能家居：STC32位8051单片机可应用于智能家居系统中，如智能照明、智能安防、智能环境监测等。
3. 物联网：STC32位8051单片机可应用于物联网设备中，如智能传感器、智能网关、智能终端等。
4. 其他领域：除以上领域外，STC32位8051单片机还可应用于医疗器械、仪器仪表、智能交通等领域。
四、STC32位8051单片机的开发环境STC32位8051单片机的开发环境可以采用STC提供的Keil软件，该软件支持多种单片机的开发，提供了丰富的库函数和调试工具，方便用户进行程序的编写和调试。
8051单片机硬件结构
8051单片机硬件结构
8051单片机是一款广泛应用于嵌入式系统设计中的微控制器。
它由英特尔公司于1980年推出，是目前应用最广泛的8位单片机之一、8051单片机的硬件结构包括中央处理器、存储器、输入/输出接口和定时器/计数器等模块。
1.中央处理器（CPU）：
8051单片机使用的是Harvard结构的CPU，包括一个8位的ALU（算术逻辑单元）、一个8位的累加器（Accumulator）和一个8位的程序计数器（PC）。
该CPU还包括4个通用寄存器（R0-R3）和1个存储器指针寄存器（DPTR）。
它还具有处理器状态字寄存器（PSW）和堆栈指针（SP），用于管理程序的执行状态和堆栈操作。
2.存储器：
3.输入/输出接口：
8051单片机提供了大量的输入/输出引脚，用于连接外部设备。
它支持多种输入/输出方式，包括双向I/O口、专用I/O口、串行口和中断端口等。
每个I/O口都可以配置为输入或输出，并且可以通过寄存器编程来控制。
4.定时器/计数器：
8051单片机内置了2个独立的定时器/计数器模块，用于生成精确的时间延迟和测量外部事件。
定时器模块可以配置为定时器或计数器，并具有可编程的预分频器和计数器。
它还可以通过中断机制触发中断请求，用于实现实时操作和时序控制。
5.中断控制器：
6.时钟源：
总之，8051单片机的硬件结构包括中央处理器、存储器、输入/输出接口、定时器/计数器、中断控制器和时钟源等模块。
这些硬件模块相互配合，实现了单片机的功能扩展和系统控制能力。
它广泛应用于各种嵌入式系统设计中，如家电控制、工业自动化、汽车电子等。
8051单片机的内部结构
8051单片机的内部结构8051单片机是一种经典的8位单片机，由Intel于1981年首次推出。
它被广泛应用于各种嵌入式系统中，具有高性能、低功耗和强大的通用性。
本文将详细介绍8051单片机的内部结构。
8051单片机的内部结构分为四个部分：中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）系统和总线结构。
1. 中央处理器（CPU）：8051单片机采用哈佛结构的中央处理器，包括一个8位的累加寄存器（Accumulator）和一个16位的程序计数器（Program Counter）。
Accumulator用于存储中间结果和运算数据，程序计数器用于存储下一条要执行的指令地址。
另外，还包括两个全局寄存器（DPTR和PCON），用于存放数据和地址。
中央处理器还包括一个时钟发生器（Clock Generator），用于产生系统时钟。
系统时钟驱动着所有的计时、计数和控制器，确保所有的操作都能按照正确的时间序列进行。
2. 存储器：8051单片机的存储器包含程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存储程序代码和常量数据，通常为4KB或8KB的容量。
程序存储器是只读的，它存储了单片机的固件程序，即不可修改的程序。
数据存储器用于存储程序运行过程中需要读写的变量和中间结果。
数据存储器通常有128字节或256字节的容量，可以读写。
3. 输入/输出（I/O）系统：8051单片机的I/O系统包含了多个通用输入/输出端口（GPIO），用于与外部设备进行数据的输入和输出。
GPIO被划分为四个8位的端口：P0、P1、P2和P3。
每个端口的每一位都可以配置为输入或输出，并且可以通过特定的寄存器进行读写操作。
通过编程设置端口的输入输出方向和状态，可以实现与外部设备的数据交互。
4. 总线结构：8051单片机的总线结构包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于在CPU和存储器之间传输数据。
它是一个8位的双向总线，可以同时传输一个字节的数据。
8051单片机的引脚及结构
P2 P1 P2
P1
P2 P1
P2
P1 P2 P1
P2 P1
P2
P1
P2 P1
P2 P1
P2 P1
P2
(OSC)
振荡周期
时钟周期
MCS-51单片机各种周期的相互关系
1．振荡周期：为单片机提供时钟信号的振荡源 的周期。
2．时钟周期：是振荡源信号经二分频后形成的 时钟脉冲信号。
3．机器周期：通常将完成一个基本操作所需的 时间称为机器周期。
片外RAM： 最大范围：0000H～FFFFH，
64KB；用指令MOVX访问。 片内RAM：
最大范围：00H～FFH， 256B；用指令MOV访问。又分 为两部分：低128B（00～7FH） 为真正的RAM区，高128B （80～FFH）为特殊功能寄存器 （SFR）区。如右图所示。
3．特殊功能寄存器（SFR）
1、复位方式
系统开始运行和重新启动靠复位电路来实现，这种工作 方式为复位方式。
单片机在开机时都需要复位，以便CPU及其他功能部件 都处于一种确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
MCS-51单片机在RST引脚产生两个机器周期（即24个 时钟周期）以上的高电平即可实现复位。
复位电路有两种：上电自动复位和上电/按键手动复位， 如下图所示。
1．HMOS单片机的掉电保护
当VCC突然掉电时，单片机通过中断将必须保护的数据送 入内部RAM，备用电源VPD可以维持内部RAM中的数据不丢失。
2．CHMOS单片机的节电方式
CHMOS 型 单 片 机 是 一 种 低 功 耗 器 件 ， 正 常 工 作 时 电 流 为 11～22mA，空闲状态时为1.7～5mA，掉电方式为5～50A。因 此，CHMOS型单片机特别适用于低功耗应用场合，它的空闲方 式和掉电方式都是由电源控制寄存器PCON中相应的位来控制。
8051单片机基本结构
8051单片机基本结构8051单片机是一种经典的8位单片机，由Intel公司于1980年推出。
它被广泛应用于各种嵌入式系统，如家电、汽车、工业自动化等领域。
本文将介绍8051单片机的基本结构，包括其内部引导程序、CPU、存储器、IO口和定时器等。
1. 内部引导程序：8051单片机在上电时会执行内部存储器中的一段引导程序。
这个引导程序通常被称为"Bootstrap Loader"，它的主要功能是将外部存储器中的程序加载到内部RAM中，并运行这个程序。
2.中央处理器（CPU）：8051单片机的CPU由4个部分组成，包括控制单元（CU）、算术逻辑单元（ALU）、程序计数器（PC）和数据存储器（RAM）。
CU负责控制整个系统的操作，包括指令的解码和执行，ALU用于进行算术和逻辑运算，PC用于存储当前执行的指令的地址，RAM用于存储数据。
3.存储器：8051单片机包括多种类型的存储器，包括ROM、RAM和特殊功能寄存器（SFR）。
ROM用于存储程序代码和常量数据，RAM用于存储变量数据，SFR用于与外部设备进行通信和控制。
4.输入/输出口（IO口）：8051单片机包括多个IO口，用于连接外部设备，如按键、LED灯、数码管等。
这些IO口可以设置为输入或输出，通过程序可以对它们进行控制，实现与外部设备的交互。
5.定时器：8051单片机包括多个定时器/计数器，用于生成精确的时间延迟和计数。
定时器可以设置不同的工作模式，并可以与其他硬件模块一起使用，如中断和串行通信。
6.中断系统：8051单片机中包括一种灵活的中断系统，可以响应外部的中断请求。
当外部事件发生时，单片机会立即跳转到中断服务程序，执行相应的中断处理操作。
中断系统可以与定时器、IO口和串行通信等模块进行集成使用。
7.串行通信：8051单片机包括一个串行通信接口，允许与其他设备进行数据交换。
这个串行通信接口可以配置为异步串口或同步串口，支持不同的通信协议，如RS232、SPI和I2C等。
8051单片机的内部结构
8051单片机的内部结构8051单片机是一种经典的嵌入式微控制器，被广泛应用于各种电子设备中。
它的内部结构非常精巧，由多个功能模块组成，每个模块都有独特的作用和功能。
首先，我们来看一下8051单片机的整体结构。
它由中央处理器单元（CPU）、存储器单元、输入输出（I/O）端口、定时器/计数器和串行通信接口等部分组成。
中央处理器单元是8051单片机的核心部分，负责执行指令、进行运算和控制整个系统的操作。
它包括一个8位的累加寄存器（ACC）、一个8位的程序计数器（PC）和一个8位的数据指针寄存器（DPTR）。
累加寄存器用于存储运算结果，程序计数器用于存储当前执行的指令地址，数据指针寄存器用于存储数据的地址。
存储器单元包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储8051单片机的程序代码，数据存储器用于存储变量和数据。
8051单片机的程序存储器可以存储的程序代码有限，通常为4KB或8KB。
输入输出端口是8051单片机与外部设备进行数据交换的接口。
它包括4个8位的通用输入输出端口（P0、P1、P2和P3），它们可以通过寄存器的方式进行读写操作。
其中P0端口和P2端口还具有扩展功能，可以用来连接额外的外设。
定时器/计数器是8051单片机中非常重要的一个模块，用于生成精确的时间延迟和测量外部事件的时间。
8051单片机通常配备有两个定时器/计数器（Timer 0和Timer 1）。
它们可以设置为定时器模式或计数器模式，通过定时器中断可以实现各种时间相关的功能。
串行通信接口是8051单片机与外部设备进行串行通信的接口，通常用于与计算机或其他外设进行数据交换。
8051单片机通常配备有一个串行通信接口（UART）或两个串行通信接口（UART0和UART1），可以通过设置波特率、数据位数和停止位数等参数来配置通信方式。
除了上述核心模块外，8051单片机还包括中断系统、时钟和复位电路。
中断系统用于处理外部中断事件，可以提高系统的实时性和可靠性。
8051系列单片机的简介
8051系列单片机的简介8051系列单片机（Microcontroller）是一种广泛应用于嵌入式系统中的芯片。
它集成了中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和定时器等多种功能，是一种相对独立的微型计算机。
1. 8051系列单片机的历史8051系列单片机最早于1981年由英特尔公司推出，当时的型号是8031。
之后，随着技术的发展，出现了更多的变种型号，如8051、8052、89C51等。
这些单片机具有高度的稳定性、可靠性和灵活性，成为嵌入式系统设计中的首选。
2. 8051系列单片机的特点2.1 强大的计算能力8051系列单片机采用8位中央处理器（CPU），具有快速的时钟频率和高效的指令执行能力。
它可以完成各种常用算术运算和逻辑运算，支持多种数据类型。
2.2 丰富的外设接口8051系列单片机拥有多个通用输入输出口（GPIO），可以与外部设备进行数据交互。
同时，它还集成了串口、并口、定时器/计数器、模拟转换器等常用外设接口，方便实现各种应用需求。
2.3 灵活的编程方式8051系列单片机支持多种编程语言，如C语言、汇编语言等，开发者可以根据实际需求选择最合适的编程方式。
同时，它还提供了丰富的开发工具和调试接口，方便开发者进行软件开发和调试。
2.4 低功耗设计8051系列单片机采用低功耗设计，在系统运行过程中能够有效控制功耗消耗。
这对于一些对电池续航时间要求很高的嵌入式应用来说尤为重要。
3. 8051系列单片机的应用领域8051系列单片机在各个领域都有广泛的应用，如工业自动化、汽车电子、家用电器、医疗设备等。
它们可以用于控制系统、数据采集与处理、信号处理、时序控制等各种任务。
3.1 工业自动化8051系列单片机能够控制各种工业设备，如机械臂、传感器、PLC 等，在工业自动化领域发挥着重要作用。
它们能够实现自动控制和监测，提高生产效率和质量。
3.2 汽车电子在汽车电子领域，8051系列单片机可以实现车身电子控制、发动机管理系统、仪表盘控制、安全气囊等功能。
8051单片机的内部结构
8051单片机的内部结构8051单片机是一种经典的8位微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。
其内部结构包括CPU内核、特殊功能寄存器（SFR）、存储器和IO口。
1. CPU内核：8051单片机的CPU内核包括一个运算器/累加器、一个乘法器和一个除法器，以及指令译码器和执行部件。
其中运算器/累加器执行算术和逻辑运算，乘法器和除法器可执行相应的乘法和除法操作。
指令译码器负责解码指令以及控制执行部件，执行部件执行指令的操作。
2. 特殊功能寄存器（SFR）：8051单片机的特殊功能寄存器是一种特殊的寄存器，用于存储和控制芯片的各种功能，包括时钟控制、中断控制、IO口控制、定时器和计数器控制等。
这些寄存器的特殊之处在于它们可以直接在程序中进行操作，以实现对各种功能的控制。
3. 存储器：8051单片机的存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）两部分。
程序存储器用于存储程序代码，其中包括CPU指令和常量数据。
数据存储器用于存储变量数据，包括栈、堆、全局变量和局部变量等。
4. IO口：8051单片机的IO口用于与外部设备进行数据交互，包括输入和输出。
它们可以通过特殊功能寄存器进行设置和控制。
8051单片机的IO口包括一个8位的P0口和一个8位的P2口，以及一个4位的P1口和一个2位的P3口。
其中P0口和P2口既可作为数据输入输出口，也可作为外部中断输入口；P1口和P3口主要用于输入输出和外部中断。
在8051单片机的内部结构中，CPU内核是整个芯片的核心部分，负责数据处理和指令执行。
特殊功能寄存器则用于控制和配置各种功能和接口，包括时钟、定时器、中断等。
存储器用于存储程序代码和数据，而IO口则用于与外部设备进行通信。
这些部分共同组成了8051单片机的内部结构，使其能够完成各种嵌入式应用的任务。
8051工作原理
8051工作原理
8051是一种经典的单片机，其工作原理主要包括指令的执行
和数据的处理。
8051的指令执行分为取指、译码、执行和访存等步骤。
首先，控制器从程序存储器中获取指令，然后通过指令寄存器进行译码以确定其具体操作。
接着，根据指令的要求执行相应的操作，并将结果存储到寄存器或者内存中。
在数据处理方面，8051主要通过寄存器和内存来存储和处理
数据。
它拥有多个通用寄存器，用于存储临时数据和计算结果。
同时，它还提供了片内RAM和片外扩展RAM，以及特殊功
能寄存器(SFR)来存储特定的功能数据。
通过读写这些寄存器
和内存，可以实现对数据的读取、存储和处理。
8051的工作原理基于时钟和定时器。
它的时钟信号作为基准
信号控制指令的执行速度，定时器可以在不同的时间间隔触发中断，用于处理实时的事件和监控系统的状态。
同时，8051
的工作原理还涉及外部中断、GPIO口、串口通信等多种外设，以满足不同的应用需求。
总结而言，8051的工作原理是基于指令的执行和数据的处理，它通过时钟信号、定时器、中断和外设等多个部分协同工作，实现了对数据的读取、存储和处理，以及与外部环境的交互。
这些特性使得8051成为一种广泛应用于嵌入式系统和物联网
领域的单片机。
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40 VCC 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA/VPP 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7 27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4 24 P2.3 23 P2.2 22 P2.1 21 P2.0
变量名
char
var1;
bit
flags;
unsigned char vextor[10];
int
wwww;
注意：变量名不能用C语言中的关
键字表示。
C-51的包含的头文件
通常有:reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h 常用有:reg51.h reg52.h
80C51/89C51 89C2051
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19
读引脚
第二输出功能 VCC
W
DQ CLK Q
R
P3.n P3口
T
引脚
第二输入功能
②P3的内部结构
二、P3第二功能(Q=1) 此时引脚部分输入(Q=1、W=1) ,部分输出(Q=1、W输出) 。
读锁存器
内部总线 写锁存器
第二输出功能 VCC
W
DQ CLK Q
R
P3.n P3口
T
引脚
读引脚
第二输入功能
P3第二功能各引脚功能定义：
P3.0：RXD串行口输入 P3.1：TXD串行口输出 P3.2：INT0外部中断0输入 P3.3：INT1外部中断1输入 P3.4：T0定时器0外部输入 P3.5：T1定时器1外部输入 P3.6：WR外部写控制 P3.7：RD外部读控制
80C51的引脚封装
总线型
非总线型
8
-128~127
8
0~255
C－51的数据类型扩充定义
sfr:特殊功能寄存器声明 sfr16:sfr的16位数据声明 sbit:特殊功能位声明 bit:位变量声明 例：sfr SCON = 0X98;
sfr16 T2 = 0xCC; sbit OV = PSW^2;
C-51数据的存储类型
例：
数据类型
注：类似的还有Philips公司的 87LPC64，20引脚 8XC748/750/（751），24引脚 8X749（752），28引脚 8XC754，28引脚 等等
C－51的数据类型
基本数据类型
类型 符号
关键字
有
整 型
无
实有 型有
字有
符 型
无
(signed) int (signed) short (signed) long
16
0~65535
32
0~4294967295
32
3.4e-38~3.4e38
64
1.7e-308~1.7e308
8
-128~127
8
0~255
C语言中的基本数据类型
类型 符号
关键字
有
整 型
无
实有 型有
字有
符 型
无
(signed) int (signed) short (signed) long
unsigned int unsigned short int unsigned long int
DQ CLK Q
T1
P0.n P0口
T2
引脚
MUX
读引脚
二、P2的内部结构
1.P2口作为普通I/O口
CPU发出控制电平“0” ，使多路开关MUX倒向锁存 器
输出Q端，构成一个准双向口。其功能与P1相同。
读锁存器
VCC 地址 控制
内部总线 写锁存器
DQ CLK Q
R
P2.n P2口
T
引脚
MUX
读引脚
RST 1 P3.0/RXD 2 P3.1/TXD 3
XTAL2 4 XTAL1 5 P3.2/INT0 6 P3.3/INT1 7 P3.4/T0 8 P3.5/T1 9
GND 10
20 VCC 19 P1.7 18 P1.6 17 P1.5 16 P1.4 15 P1.3 14 P1.2 13 P1.1/AIN1 12 P1.0/AIN0 11 P3.7
（定义特殊功能寄存器和位寄存器）； math.h （定义常用数学运算）；
单片机工作的基本时序
•
• （1） 振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提 供时钟脉冲信号的振荡源的周期，TX实验板上为 11.0592MHZ。
• （2） 状态周期: 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经二分频后得到的。
4.1.2 P1口、P3口的内部结构
①P1口的一位的结构
它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱
动电路组成----准双向口。
VCC
读锁存器
内部总线 写锁存器
DQ CLK Q
R
P1.n P1口
T
引脚
读引脚
②P3的内部结构
一、作为通用I/O口与P1口类似----准双向口(W=1)
读锁存器
内部总线 写锁存器
一、P0口的结构
下图为P0口的某位P0.n(n=0~7)结构图，它由一个 输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路 及控制电路组成。从图中可以看出，P0口既可以作 为I/O用，也可以作为地址/数据线用。
读锁存器
内部总线 写锁存器
地址/数据 VCC 控制
DQ CLK Q
T1
T2 MUX
P0.n P0口 引脚
• （3） 机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周 期S1~S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器周 期内, CPU可以完成一个独立的操作。
• （4） 指令周期: 它是指CPU完成一条操作所需 的全部时间。 每条指令执行时间都是有一个或几个 机器周期组成。MCS - 51 系统中, 有单周期指令、 双周期指令和四周期指令。
float double char unsigned char
所占位数
数的表示范围
16
-32768~32767
16
-32768~32767
32
-2147483648~2147483647
16
0~65535
16
0~65535
32
0~4294967295
32
3.4e-38~3.4e38
64
1.7e-308~1.7e308
读引脚
准双向口：
从图中可以看出，在读入端口数据时，由于输出
驱动FET并接在引脚上，如果T2导通，就会将输入的
高电平拉成低电平，产生误读。所以在端口进行输
入操作前，应先向端口锁存器写
准双向口。
地址/数据 VCC
读锁存器
控制
内部总线 写锁存器
unsigned int unsigned short int unsigned long int
float double char unsigned char
所占位数
数的表示范围
16
-32768~32767
16
-32768~32767
32
-2147483648~2147483647
16
0~65535