8051单片机工作原理

第一讲：初识单片机

什么是单片机？单片机是怎样的一个东西？单片机可以实现些什么功能？它主要应用在哪些领域？在我们单片机自学网的网上课堂的第一节课，我们就上面的这些问题与大家做一个初步的探讨。
在进入学习课程的讲解之前，大家先一起来看看单片机实物吧。下图是一片具有40脚的89C51及一片20脚的89C2051的单片机。

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单片机的外形从上图中我们已有了初步认识了，那么什么叫单片机呢？
所谓单片机，简单通俗的来讲，就是把中央处理器CPU（Central Pr
ocessing Unit），存储器（memory），定时器，I/O（Input/Output）接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机又称为“微控制器MCU”。中文“单片机”的称呼是由英文名称“Single Chip Microcomputer”直接翻译而来的。

单片机的主要分类：
1、? 按应用领域可分为：家电类，工控类，通信类，个人信息终端类等等；
2、? 按通用性可分为：通用型和专用型。
通用型单片机的主要特点是：内部资源比较丰富，性能全面，而且通用性强，可履盖多种应用要求。所谓资源丰富就是指功能强。性能全面通用性强就是指可以应用在非常广泛的领域。通用型单片机的用途很广泛，使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。小到家用电器仪器仪表，大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。
专用型单片机的主要特点是：针对某一种产品或某一种控制应用而专门设计的，设计时已使结构最简，软硬件应用最优，可靠性及应用成本最佳。专用型单片机用途比较专一，出厂时程序已经一次性固化好，不能再修该的单片机。例如电子表里的单片机就是其中的一种。其生产成本很低。
在我们的这个网上课堂中，介绍的是MCS-51系列单片机，MCS-51单片机也是一种通用单片机，其结构及原理对所有的单片机都适用。
3、? 按总线结构可分为总线型和非总线型。如我们常常见到的89C51单片机就是总线结构，在后面讲解单片机的内部结构时，我们就可以看到，89C51单片机内部有数据总线，地址总线，还有控制总线（WR，RD，EA，ALE等）。从上图中看到的20引脚的89C2051单片机，就是一种非总线型的。其外部的引脚很少，可使成本降低。

单片机特点：
（1）?????? 受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM：8KB以下；
（2）?????? 内RAM：256KB以内。
（3）?????? 可靠性高
（4）?????? 易扩展
（5）?????? 控制功能强
（6）?????? 易于开发

单片机的发展过程：
1971年intel 公司研制出世界上第一个4位的微处理器；
1973年intel

公司研制出8位的微处理器8080；
1976年intel 公司研制出MCS-48系列8位的单片机，这也是单片机的问世。
80年代初，intel 公司在MCS-48单片机基础上，推出了MCS-51单片机。也就是说，51单片机最早的出现是在80年代初

微处理器与单片机：
微处理器：
计算机系统核心部件（CPU）并不是一台完整的计算机
单片机：
将CPU和其它接口电路集成在一个芯片之中，使其具有计算机的基本功能。
从上面的描述可知，微处理器只是一个CPU，而单片机则是由CPU与其它的接口电路组合而成的，所以CPU不等于单片计算机。也可以这样说，CPU只是计算机其中的一个部件而已。

主要的单片机厂商：
我国目前最常用的单片机有如下几家：
Intel--------- (MCS51系列,MCS96系列)
Atmel------- (AT89系列,MCS51内核)
Microchip--- (PIC系列)
Motorola---- (68HCXX系列)
Zilog-------- (Z86系列)
Philips------ (87,80系列,MCS51内核)Siemens----- (SAB80系列,MCS51内核)NEC--------- (78系列)Epson-------- (系列)
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在我们网站的论坛，同时在其它网站我看到很多朋友都在讨论一个问题：学8位的51单片机有前途吗？
是的，在现今的单片机领域中，单片机的种类层出不穷，功能也越来越强，从表层看来好象学8位的51单片机已不符合现在的发展需求。让人感觉到“没有前途”。做过单片机开发的朋友都知道，其实在大部份的工控或测控设备中，8位的51单片机还能足够满足大部份的控制要求，加之51单片机的价格优势。这就使8位的51单片机在以后很长的一段时间内还有存在的空间，也就是说还是单片机应用的一个主流。试想一下，在战场上，原本可以用高炮实现打击的目标我们可能会用导弹去打吗？再者，如果把51单片机学好了，以后转行去学习或应用其它的单片机，也就是一个了解及熟悉的过程了。因为MCS-51单片机是一个通用的单片机，其内部的结构及工作原理与其它的单片机都是相通的。
单片机自学网网上课堂 学习交流论坛：https://www.wendangku.net/doc/875318151.html,/c51bbs第二讲：MCS-51单片机简述
作者：佚名 文章来源：本站原创 点击数： 2718 更新时间：2005-11-11
MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少

有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。以后我们将用89C51、89S51来完成一系列的实验。

MCS-51系列单片机
MCS-51系列单片机分为两大系列，即51子系列与52子系列。
51子系列：基本型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8031、8051、8751、8951
52子系列：增强型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8032、8052、8752、8952
这两大系列单片机的主要硬件特性如下表：
片内ROM型式 ROM
大小 RAM
大小 寻址范围 I/O特性 中断源
数量
无 ROM EPROM 计数器 并行口
8031 8051 8751 4KB 128B 64KB 2*16 4*8 5
80C31 80C51 87C51 4KB 128B 64KB 2*16 4*8 5
8032 8052 8752 8KB 256B 64KB 3*16 4*8 6
80C32 80C52 87C52 8KB 256B 64KB 3*16 4*8 6

从上表中可以看到，8031、8031、8032、80C32片内是没有ROM的，对应着上表看，我们可以发现，51系列的单片机的RAM大小为128B，52系列的RAM大小为256B，51系列的计数器为两个16位的，52系列的计数器为三个16位计数器。51系列的中断源为5个，52系列的中断源为6个。

8051与80C51的区别：
80C51单片机是在8051的基础上发展起来的，也就是说在单片机的发展过程中是先有8051，然后才有80C51的。
8051单片机与80C51单片机从外形看是完全一样的，其指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），也就是说在8051下开发的软件完全可以在80C51上应用，反过来，在89C51下开发的软件也可以在8051上应用。这两种单片机是完全可移植的。
既然这两种单片机外形及内部结构都一样，那它们之间的主要差别在哪里呢？
8051与80C51单片机的主要差别就在于芯片的制造工艺上。80C51的制造工艺是在8051基础上进行了改进。
8051系列单片机采用的是HMOS工艺：高速度、高密度；
80C51系列单片机采用的是CHMOS工艺：高速度、高密度、低功耗；
也就是说80C51单片机是一种低功耗单片机。

经常有网友问我们，我想学单片机，但单片机的类型很多，我该学哪种型号的单片机呢？
这里我提点我自已的想法，个人认为，初学单片机最好从8051开始，因为51单片机是一种通用型的单片机，性价比较高，虽然是8位的单片机，但现在应用的量及范围还很大。同时，因51单片机发展的历史长，学习的资料相对较多而且较完善。致于用哪个具体型号的单片机？你可以用89C51来做实验，也可以用89S51或者2051来做实验，这个就不太重要了，前面说了，51单片机是一种通用型单片机，即然是通用，那么它的指令系统都是一样的，不同的是它的制造工艺及内部资源有点差别，这个是结合实际需要选型的问题了。所以，学习单片机，你可以只选择一种型号，例

如AT89S51或者AT89C2051。
思考题：
1、MCS-51系列单片机各种芯片的配置有何不同？
2、MCS-51单片机内部程序存储器ROM和内部数据存储器RAM的空量分别是多少？
3、8051与80C51的差别在哪里