认识MCS-51系列单片机

我们最常见的是双列直插型MCS-51单片机89c51。相信刚学初学单片机的同学一定会遇到。

简单了解一下它的构型。

 显而易见，它有40个引脚。那么引脚是什么呢？引脚通常指连接到元件外的连接线，它具有散热、固定元件、输入/出信号的作用。其实我们常使用的是输入/输出信号的功能。（这里的信号一般是指高低电平。）P0.0-P0.7，P1.0-P1.7，P2.0-P2.7，P3.0-P3.7共四处端口，32个引脚。其中P0口是没有上拉电阻的，所以要输出高电平必须外部接上拉（其实就是外加电源），否则你输出高电平的时候，状态就不确定了。P3口的引脚到串口通信是会大量使用。在这里不详细介绍了。

讲完外部引脚，我们来聊聊AT89C51的内部结构。

1.中央处理单元（CPU）

相当于人的大脑，常通过遵循放置在计算机内存中的指令来实现指挥，其中包含指示它执行这些操作的代码。它也做算术运算，如加法，减法，乘法等，可以作出决定和选择。感兴趣的同学可以看一下这篇文章。(27条消息) 科普：什么是CPU？CPU和芯片关系？CPU怎么做的？CPU有什么用？不同CPU有什么区别？我们怎么选CPU？（待补充完整）_英特尔i7cpu属于非多元件集成电路吗_猫捡球zj的博客-优快云博客

2.时钟电路

时钟电路一般由晶体振荡器、晶震控制芯片和电容组成。

 

几乎所有的数字系统在处理信号都是按节拍一步一步地进行的，系统各部分也是按节拍做的，要使电路的各部分统一节拍就需要一个“时钟信号”，产生这个时钟信号的电路就是时钟电路。

时钟电路相当于是单片机的心脏，它控制着单片机的节奏。CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。

3.程序存储器（ROM）

顾名思义，就是存储我们编好的程序。现在大部分是电可擦可编程只读存储器。当然现在不懂不要紧。想深入了解的同学，可以学习《数字电路与系统》这门课。

4.数据存储器（RAM）

数据存储器也称主存储器或内存，主要用于存储计算机运行过程中产生和使用的各种数据，例如变量、数组等。

讲到这里，不得不提及我们单片机存储空间的两种基本结构。

1.普林斯顿结构（Princeton）：将程序和数据合用一个存储器空间，即ROM和RAM的地址同在一个空间里分配不同的地址。CPU访问存储器时，一个地址对应惟一的一个存储单元，可以是ROM，也可以是RAM，用同类的访问指令。

2.哈佛（Harvard）结构：将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构。CPU用不同的指令访问不同的存储器空间。由于单片机实际应用中“面向控制”的特点，一般需要较大的程序存储器。目前，包括MCS-51和80C51系列的单片机均采用程序存储器和数据存储器截然分开的哈佛结构。

5.并行I/O接口
1）MCS-51单片机有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3
2）每个口包含：锁存器、输出驱动器、输入缓存器。
3）具有字节寻址和位寻址功能。
4）在访问片外扩展存储器时，低8位地址和数据由P0口 分时传送，高8位地址由P2口传送。
5）在无片外扩展存储器的系统中，这4个口的每一位均 可作为通用I/O端口使用。在作为通用I/O端口使用时， 这4个口都是准双向口。
想深入了解，可以看一看这篇文章：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44566643/article/details/96099304

6.串行接口

讲到串行，就会出现我刚开始提及的串口通信。串口通信，简单来讲就是数据一位一位传递。

其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。

7.定时器/计数器

51单片机有两组定时器/计数器，因为既可以定时，也可以计数，所以称之为定时器/计数器。

在实际应用中定时器/计数器等往往与中断一起使用。例如：我们要实现DS18B20温度传感器显示并能随时中断，进入时间显示界面。

当然，初学者暂时可以不用去亲自编，可以试试搬用其他人写的代码来了解这一过程。

推荐：(27条消息) 51单片机定时器/计数器_单片机计数器_KeLin&的博客-优快云博客

8.中断系统

中断是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。

简单来说，就是但你在写作文的时候（正常运行时），你妈妈突然让你倒垃圾（意外情况），你立刻停下手上的笔去到垃圾（转入新情况），然后回来继续写（返回原有程序）。

当然，我仅仅是简单介绍一下，对于单片机的编程细节并未提及。望能给你们带来一下浅浅的认识。