相关知识

　　MCS-51是 Intel 公司所设计的8051系列单芯片总名称 在MCS-51这个大家族里较具知名度的编号有8051 8751 & 8031 实际上这些不同编号的单芯片都使用相同的核心CPU与指令及只是在制造IC时给予不同的周边设计 分别赋予这些IC一个特别编号

　　主要功能：

　　MCS-51系列单芯片的主要功能列举如下

　　专为控制应用所设计的8位CPU

　　有完整的单位元逻辑运算指令，具有布尔运算能力

　　有32条(4个Port)双向且每条都可以被单独寻址的I/O

　　内部有两个16位Timer/Counter

　　有一个通信用的全双工UART(串行I/O)

　　可接受5个中断源且有2层优先权的中断结构

　　内部有时脉震荡器(最高频率可到12MHz)

　　内部有4K的程序内存(ROM)，128byte数据存储器(RAM)

　　可在外部扩充到64K程序内存(EPROM)

　　可在外部扩充到64K数据存储器(RAM)

　　8051内部结构方块图

　　8051接脚图与功能(40)：

　　若系统读取外部程序,接低电位 /

　　EA/Vpp/Psen

　　高电位动作, 系统重置, PC回到0000H

　　RESET(9脚)

　　串行通讯输出/入(P3.0, P3.1)

　　RXD/TXD

　　外部中断输入(P3.2, P3.3)

　　INT0/1

　　计时计数器的输入(P3.4, P3.5)

　　T0/T1

　　8位I/O端口,外接内存可做地址线

　　P2.0~P2.7

　　地址闩锁致能信号

　　ALE/Prog

　　外部数据的读取/写入(P3.7, P3.8)

　　RD/WR

　　8位I/O端口,

　　P1.0~P1.7

　　8位I/O端口,外接内存做数据地址线

　　P0.0~P0.7

　　时脉反相放大器输出/入端, 接石英振荡器

　　XTAL1/2(19/18脚)

　　电源(5V)/ 接地

　　Vcc(40脚)/Vss(20脚)

　　功能

　　接脚

　　8051基本电路图：

　　基本电路中有振荡电路及开机重置电路

　　振荡电路：8051芯片内部有一个振荡器，可以当作CPU的时脉，再设计时脉源时，若使用芯片内部的振荡器，只要在18、19脚两脚间接振荡频率范围3.5M~12MHZ的石英振荡晶体或陶质共振器，并各自接20PF~50PF的电容。 www.dxs56.com

　　重置电路：任何微电脑系统均有硬件重置功能，硬件重置主要用来确保CPU在开机时从程序的预定起始地址开始执行及当系统当机时使系统能重新开始，8051的重至信号输入脚为第9脚，此输入脚为高电位动作，且高电位至少要维持2个机械周期也就是24个振荡周期。开机时RST脚电位为高电位促使系统重置，利用电容充电效应使RST接脚电位降成低电位，8051完成重置动作固定到程序内存地址0000H开始执行。

　　8051内存介绍：

　　8051 的内存包含程序内存(ROM)和数据存储器(RAM)两种，他们分别有不同的用途，程序内存的作用是在储存所要执行的程序，而数据存储器用来存放在程序执行过程中所产生的数据，由于8051读取程序内存有专用控制线PSEN，所以程序内存和数据存储器二者选址时完全独立不相干。

　　程序内存(ROM)结构：

　　89C51 的4K程序内存中,有下列几个重要地址,若没有用到, 就作一般程序内存使用，单芯片系统程序储存在程序内存(ROM)，一般8051/52提供 4~8K Bytes程序内存。使用者将编辑好的程序，经过组译(Assembler)、连结(Link)后，烧录到单芯片的ROM。如果采用89C51 芯片，可重复烧录多次，每次烧录可将前一次烧录的程序自动清除。若采用8031芯片，由于本身没有内建ROM，所以必须采外部扩充内存

　　TIMER0中断服务程序地址

　　000BH

　　TIMER1中断服务程序地址

　　001BH

　　UART串行通讯服务程序地址

　　0023H

　　功能

　　地址

　　INT1外部中断服务程序地址

　　0013H

　　INT0外部中断服务程序地址

　　0003H

　　RESET程序开始执行地址

　　0000H

　　程序内存配置图

　　单芯片数据存储器(RAM)结构：

　　8051的数据存储器是随机存取的，使用者随时读取或写入数据，通常是用来当程序执行时存放数据的缓存器。 www.dxs56.com

　　SCON/SBUF

　　1 byte X2

　　(98H/99H)

　　PSW/ACC

　　1 byteX2

　　(D0H/E0H)

　　特殊缓存器(SFR)

　　128 byte

　　80H~FFH

　　功能

　　长度

　　地址

　　TCON/TMOD/TL/TH

　　6byte

　　(88H~8DH)

　　使用者直接寻址可

　　设定SP建立堆栈区

　　80 byte

　　30H~7FH

　　个别位数据寻址

　　8bit×16

　　20H~2FH

　　R0~R7四个缓存器库

　　8byte×4

　　00H~1FH

　　数据存储器(RAM)是单芯片在执行程序时，储存处理数据的地方。一般8051/52提供128~256 Bytes数据存储器。其中又可将它们区分为下列几项功能的缓存器与内存区：

　　n [00~1FH]的32个字节可分为四个缓存器库，分别为RB0、RB1、RB2、RB3。每个缓存器库有8个缓存器，分别为R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7。

　　n [20~2FH] 的16位(2 BYTES)可做直接位寻址，例如SETB 20H.0、CLR 20H.1。

　　n [30~7FH] 80个字节的内存区又称为”使用者RAM”，可以直接寻址存取资料，同时也可以由使用者透过设定SP，自定堆栈数据区。

　　n [80~FFH] 的128个字节数据，8031/8051芯片没有提供。在8031/8052芯片可做间接寻址数据区，或是可直接寻址的状态缓存器(SFR)使用。其中包括P0、P1、P2、P3端口的对应缓存器，以及稍候我们作UART通讯功能会用到的SCON串行控制缓存器、与定时器/计数器控制缓存器…。

　　熟悉这些内存的结构，对撰写单芯片程序会有很大的帮助。读者想自行撰写或修改单板微电脑的系统监督程序，最好能下点工夫，将这些内存的功能与结构做充分的了解。 www.dxs56.com

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