单片机简介

1，MCS51单片机和8051、8031、89C51等的关系
   我们平常老是讲8051，又有什么8031，现在又有89C51，89s51它们之间究竟是什么关系?

   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（卖）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，以后我们将用89C51单片机来完成一系列的教学实验。

2，单片机引脚

单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。
⒈ 电源: 
         ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V；
         ⑵ VSS - 接地端；

⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。

⒊ 控制线:控制线共有4根，
  ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲
      ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址
      ② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。
  ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
  ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
       ① RST（Reset）功能：复位信号输入端。
       ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。
  ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
       ① EA功能：内外ROM选择端。
       ② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

⒋ I/O线
  80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。  

   拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用的一块称之为89C51的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。

1、 电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源，其中正极接40管脚，负极（地）接20管脚。
2、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须供给脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶体震荡器，电容，连上就能了，按图1接上即可。
3、 复位管脚：按图1中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位，在单片机功能中介绍。
4、 EA管脚：EA管脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。

  我们的第一个任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED，显然，这个LED必须要和单片机的某个管脚相连，不然单片机就没法控制它了，那么和哪个管脚相连呢？单片机上除了刚才用掉的5个管脚，还有35个，我们将这个LED和1脚相连。（见图1，其中R1是限流电阻）

  按照这个图的接法，当1脚是高电平时，LED不亮，只有1脚是低电平时，LED才发亮。因此要1脚我们要能够控制，也就是说，我们要能够让1管脚按要求变为高或低电平。即然我们要控制1脚，就得给它起个名字，总不能就叫它一脚吧？叫它什么名字呢？设计51芯片的INTEL公司已经起好了，就叫它P1.0，这是规定，不能由我们来更改。

   图1

  名字有了，我们又怎样让它变'高'或变'低'呢？叫人做事，说一声就能，这叫发布命令，要计算机做事，也得要向计算机发命令，计算机能听得懂的命令称之为计算机的指令。让一个管脚输出高电平的指令是SETB，让一个管脚输出低电平的指令是CLR。因此，我们要P1.0输出高电平，只要写SETB P1.0，要P1.0输出低电平，只要写 CLR P1.0就能了。

  现在我们已经有办法让计算机去将P10输出高或低电平了，但是我们怎样才能计算机执行这条指令呢？总不能也对计算机也说一声了事吧。要解决这个问题，还得有几步要走。第一，计算机看不懂SETB CLR之类的指令，我们得把指令翻译成计算机能懂的方式，再让计算机去读。计算机能懂什么呢？它只懂一样东西——数字。因此我们得把SETB P1.0变为（D2H,90H ），把CLR P1.0变为 （C2H,90H ），至于为什么是这两个数字，这也是由51芯片的设计者--INTEL规定的，我们不去研究。第二步，在得到这两个数字后，怎样让这两个数字进入单片机的内部呢？这要借助于一个硬件工具"编程器"。如果你还不知道是什么是编程器，我来介绍一下，就是把你在电脑上写出来来的代码用汇编器等编译器生成的一个目标烧写到单片机的eprom里面去的工具，80c51这种类型的单片机编程是一件很麻烦的事情，必要要先装到编程器上编程后才能在设备上使用，而目前最新的AT89s51或者STC89C51单片机能支持在线编程（isp）功能，不用拔出来利用简单的电路就可以实现把代码写入单片机内部，本站有详细的编程器制作教程下载。

 下面我们来实战一下：下图(图2)所示的软件名字叫keil ，是用来编写程序代码并生成一个可以写入到单片机芯片的Hex文件（我们人要控制单片机只能用汇编语言或者C语言而单片机不认识怎么办呢？所以keil这个软件就把程序语言转换成了一种特定格式的Hex文件，只要把这个文件下载到单片机芯片单片机就会按我们程序的思路来运行）

图2


       图3（下载软件） —> 点击此处下载

    好了…… ，我们把 SETB P1.0 这条汇编语句用keil软件编译生成Hex文件，然后用图3所示的软件和图1所示的硬件（用串口连接电脑）下载到我们已经做好的电路板上的单片机芯片里去（图省事的话建议直接买个开发板），然后接通电源……什么?灯不亮？这就对了，因为我们写进去的指令就是让P10输出高电平，灯当然不亮，要是亮就错了。所以要将keil编缉区的内容改为CLR P1.0，重新编译生成Hex文件，重新下载，接电，好，灯亮了。因为我们写入的Hex就是让P10输出低电平的指令。这样我们看到，硬件电路的连线没有做任何改变，只要改变写入单片机中的内容，就能改变电路的输出效果。

3，单片机的存储结构

半导体存储器的分类

  按功能能分为只读和随机存取存储器两大类。所谓只读，从字面上理解就是只能从里面读，不能写进去，它类似于我们的书本，发到我们手回之后，我们只能读里面的内容，不能随意更改书本上的内容。只读存储器的英文缩写为ROM（READ ONLY MEMORY）

所谓随机存取存储器，即随时能改写，也能读出里面的数据，它类似于我们的黑板，我能随时写东西上去，也能用黑板擦擦掉重写。随机存储器的英文缩写为RAM（Random Access Memory）这两种存储器的英文缩写一定要记牢。

注意：所谓的只读和随机存取都是指在正常工作情况下而言，也就是在使用这块存储器的时候，而不是指制造这块芯片的时候。不然，只读存储器中的数据是怎么来的呢？其实这个道理也很好理解，书本拿到我们手里是不能改了，能当它还是原材料——白纸的时候，当然能由印刷厂印上去了。

顺便解释一下其它几个常见的概念。

  PROM，称之为可编程存储器。这就象我们的练习本，买来的时候是空白的，能写东西上去，可一旦写上去，就擦不掉了，所以它只能用写一次，要是写错了，就报销了。（现在已经被淘汰）

  EPROM，称之为紫外线擦除的可编程只读存储器。它里面的内容写上去之后，如果觉得不满意，能用一种特殊的办法去掉后重写，这就是用紫外线照射，紫外线就象“消字灵”，能把字去掉，然后再重写。当然消的次数多了，也就不灵光了，所以这种芯片能擦除的次数也是有限的——几百次吧。（现在已经被淘汰）

   EEPROM，也叫 E2PROM称之为电可擦可编程只读存储器，它和EEPROM类似，写上去的东西也能擦掉重写，但它要方便一些，不需要光照了，只要用电就能擦除或者重新改写数据，所以就方便许多，而且寿命也很长（几万到几十万次不等）。

  FLASH，称之为闪速存储器，属于EEPROM的改进产品，它的最大特点是必须按块(Block)擦除(每个区块的大小不定，不同厂家的产品有不同的规格)， 而EEPROM则可以一次只擦除一个字节(Byte)。FLASH现在常用于大容量存储,比如u盘

  再次强调，这里的所有的写都不是指在正常工作条件下。不管是PROM还是EPROM，它们的写都要有特殊的条件，一般我们用一种称之为“编程器”的设备来做这项工作，一旦把它装到它的工作位置，就不能随便改写了。