第3章80C51系列单片机的硬件基础知识概要

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3.1 8051系列单片机概述
3.1.1 MCS-51系列单片机
1980年美国INTEL公司推出了高性能的8位单片机： MCS-51系列单片机。 系列单片机是指同一厂家生产的具有相同系统结构 的多种型号的单片机。
MCS-51系列单片机又可分为51和52两个子系列。
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各个子系列所含有的芯片型号及其硬件资源的区别如表3-1所示。
MCS-51系列 型号 片内ROM
片内 RAM
51子序列 (基本型)
52子序列 (增强型)
8031
无
8051 4KB掩膜ROM
8751 4KB EPROM
8032
无
8052 8KB掩膜ROM
128B 128B 128B 256B 256B
定时器/计数 中断源数量 器
2×16位
5
2×16位
5
2×16位
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3.1.2 8051内核单片机简介
上世纪80年代中期Intel公司将MCS-51的内部核心技术以专 利转让或互换的形式逐步授权给了很多其它厂商，使得 8051单片机发展为数十种系列，上百种产品。
各种具有8051内核的单片机与MCS-51系列单片机的指令系 统完全兼容，都采用了低功耗的CHMOS工艺，统称为 80C51单片机，
STC89C51RC，STC89C52RC，STC89C53RC， STC89LE51RC，STC89LE52RC，STC12C5412AD等
Winbond(华邦) W78C54，W78C58，W78E54，W78C58等
Intel(英特尔) i87C54，i87C58，i87L54，i87C51FB，i87C51FC
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单片机是一个大规模集成电路芯片，但仅有一块 单片机不能完成特定的控制任务，只有当它与其他 器件和设备有机地组合在一起并配以特定的程序时， 才能构成一个真正的单片机应用系统，完成特定的 任务。
在单片机应用系统中单片机是核心器件，要设 计单片机应用系统，必须首先掌握单片机的硬件基 础知识。
3. 功耗
许多公司都供应低电压的80C51系列单片机，具有低功 耗的特点，例如，Atmel公司的AT89LV51和AT89LV52， 它的工作电压范围为2.7～6V，可直接替换相应的5V工作 电压芯片。
储器。
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2. 数据存储器
单片机片内数据存储器目前供应的类型有SRAM静态 数据存储器，少数单片机片内有EEPROM非易失性数据存 储器。51子系列片内RAM有128B，52子系列片内RAM有 256B，52子系列向下兼容51子系列，两者价格目前基本持 平，选择52子系列在使用上更为方便、灵活。
第3章 80C51系列单片机的硬件基础
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内容
3.1 8051系列单片机概述 3.2 80C51系列单片机引脚功能 3.3 80C51系列单片机的编程结构
3.4 80C51系列单片机的存储器
3.5 80C51单片机的工作方式
3.6 80C51系列单片机的时序
3.7 80C51单片机最小应用系统
由于EPROM型单片机使用不方便，现在己很少使用， 普遍采用Flash EEPROM型单片机代替；
OTP ROM单片机在中小批量的单片机产品中使用较多；
Mask ROM型单片机由于其程序存储的高可靠性和低 成本特点，适合于大批量的单片机应用场合。
由于片内存储器成本的降低，目前趋向于选择具有大
容量的片内程序存储器的单片机，片外不用再扩展程序存
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(8) 4个8位并行I／O接口：P0、P1、P2、P3。 (9) 1个全双工串行I／O接口，可多机通信。 (10) 2/3个16位定时器／计数器。 (11) 中断系统有5/6个中断源，可编程为两级优先级。 (12) 111条指令，含乘法指令和除法指令。 (13)含布尔处理器，有强的位寻址、位处理能力。 (14) 片内采用单总线结构。 (15) 用单一+5V电源。
Siemens(西门子) C501-1R，C501-1E，C513A-H，C503-1R，C504-2R
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单片机芯片的命名规则
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3.1.3 80C51系列单片机的选择依据
不同型号的80C51单片机，内部资源或多或少有些 差异，我们在选择时，可从以下几个方面考虑： 1. 程序存储器 2. 数据存储器 3. 功耗 4. 体积
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表3-2 不同制造厂商的51单片机芯片型号列表
制造厂商
单片机型号
AT(Atmel)
AT89C51，AT89C52，AT89C53，AT89C55，AT89LV52， AT89S51，AT89S52，AT89LS53等
Philips(飞利浦) STC
P80C54，P80C58，P87C54，P87C58，P87C524， P87C528等
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1. 程序存储器
程序存储器用于存放单片机应用系统的目标程序。通过
编程器或直接在系统编程(ISP)将目标程序写入单片机。
单片机的程序存储器目前供应的类型有EPROM、 OTPROM、Mask ROM和Flash EEPROM。容量有1KB、 2KB、4KB、8KB、16KB、32KB和64KB。
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3×16位
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3×16位
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在不同型号的MCS-51系列单片机中，除片内存储器(ROM、RAM)
容量与种类、定时器/计数器的个数、中断源的数量有所不同外，
指令系统和芯片引脚是完全兼容的。
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它们的主要硬件特性：
(1) 8位CPU。 (2) 片内带振荡器,振荡频率fosc范围为1.2～12MHz;可有时钟输出。 (3) 128/256B的片内数据存储器。 (4) 0/4/8KB的片内程序存储器。 (5) 程序存储器的寻址范围为64KB。 (6) 片外数据存储器的寻址范围为64KB。 (7) 21/26个字节专用寄存器。
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早期的MCS-51系列单片机是采用HMOS工艺制造的，具有高速度、 高密度的特点，但功耗较大。
出于对降低功耗的要求，MCS-51系列单片机后来推出的产品采用 了CMOS和HMOS结合的CHMOS工艺。
采用CHMOS工艺制造的51子系列对应的低功耗产品分别为80C31、 80C51、87C51，52子系列对应的低功耗产品分别为80C32、80C52。