8051单片机
8051单片机结构原理
8051单片机结构原理8051单片机是一种经典的8位微控制器，由Intel公司于上世纪80年代推出，至今仍然广泛应用于各种嵌入式系统中。
8051单片机具有简单的架构和强大的功能，它被广泛应用于家电、汽车、工业控制、通信、计算机外设等各种领域。
首先是CPU，它是整个单片机的核心部分，负责执行指令、处理数据等任务。
8051的CPU采用哈佛结构，指令存储器和数据存储器分开，分别通过不同的总线输入指令和数据，这样可以提高执行效率。
CPU包括一个8位累加器、一个16位程序计数器PC和一些专用寄存器，如SP（堆栈指针）、PSW（程序状态字）等。
RAM是用于存储程序执行过程中的变量和中间结果的地方。
8051单片机通常配备256字节到8KB大小的RAM，其中一部分用作数据存储，另一部分用来存放堆栈和暂存器等。
ROM是存储固定程序的地方。
8051单片机通常拥有4KB到64KB大小的ROM，其中包括了程序的实际代码和常量等。
ROM可以通过更换EPROM、EEPROM或闪存等器件以更新程序。
IO口是单片机与外部设备进行数据交互的接口。
8051单片机通常有多个IO口，它可以配置为输入和输出模式，用于与按钮、LED、液晶显示屏、键盘、存储器等外设进行数据交换。
定时器是用于计时和测量时间的模块。
8051单片机通常内置一个或多个定时器，用于延时、PWM输出、定时中断等应用。
定时器可以生成固定频率的时钟信号，或者根据预设的定时值生成定时中断。
除了以上主要部分，8051单片机还包含一些辅助模块，如串口通信模块、中断控制器、ADC（模数转换器）等。
这些模块可以扩展单片机的功能，实现更丰富的应用。
8051单片机的工作原理是通过执行一条条指令来完成不同的任务。
指令由程序存储器中读取，并由CPU根据指令集执行相应的操作。
指令集包括各种算术运算、逻辑运算、数据传输、跳转、循环等指令，通过组合这些指令可以实现各种不同的功能。
程序的执行按照顺序进行，程序计数器PC每次执行完一条指令后自动加一，指向下一条指令。
8 0 5 1 单 片 机 的 组 成
8051单片机的组成
"8051" 是一种单片机（Microcontroller）的型号，常用于嵌入式系统和微控制器应用。
下面是8051单片机的基本组成部分：
中央处理器 （CPU）：8051单片机包含一个8位的中央处理器，执行存储在程序存储器中的指令。
存储器：包括程序存储器 （存放程序代码）和数据存储器（存放变量和中间数据）。
程序存储器 （ROM）： 存放程序代码，是只读的，通常包含固定的程序。
数据存储器 （RAM）：存放变量和中间数据，是读写的。
输入/输出端口 （I/O Ports）：8051单片机通常具有多个数字输入/输出端口，用于与外部设备进行通信。
计时/计数器： 8051单片机内置了至少一个计时/计数器，用于执行定时操作和计数操作。
串行通信控制器：支持串行通信协议，如UART （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），用于与其他设备进行串行通信。
中断系统： 8051具有中断系统，允许在特定条件下跳转执行中断服务程序。
时钟电路： 提供单片机需要的时钟脉冲。
控制寄存器： 用于配置和控制单片机的各个功能。
这些组成部分一起工作，使得8051单片机能够执行特定任务。
请注意，不同制造商可能会在8051的基础上进行一些变体，添加额外的功能或模块。
8051单片机的内部结构
8051单片机的内部结构8051单片机是一种经典的8位微控制器，因其性能稳定、易于使用和广泛应用于各种嵌入式系统中而备受推崇。
8051单片机采用哈佛架构，具有强大的功能和丰富的内部资源。
本文将详细介绍8051单片机的内部结构。
1.CPU核心：8051单片机核心包括中央处理器（CPU）和一些相关模块，主要包括ALU（算术逻辑单元）和控制单元。
ALU负责执行算术和逻辑运算，而控制单元负责指令译码和控制指令执行。
2.存储器：8051单片机具有多种类型的存储器，包括ROM、RAM和特殊功能寄存器。
- ROM（Read Only Memory）：8051单片机的ROM存储器用于存储程序指令，其容量通常为4KB至64KB，并且不可编程。
程序储存在ROM中，在运行时从中读取指令并执行。
- RAM（Random Access Memory）：8051单片机的RAM存储器用于存储变量和临时数据。
其容量通常从XDATA的8051型号开始，为128B至256B。
与ROM不同，RAM可读可写，并且容易被程序修改。
-特殊功能寄存器（SFR）：8051单片机的特殊功能寄存器是一种特殊的存储器类型，用于存储特定功能的控制和状态信息。
例如，P0（口0）用于控制和监测微控制器的输入/输出。
3.端口：8051单片机包含4个8位双向并行端口（P0-P3），用于与外部设备进行通信。
每个端口都可以配置为输入或输出，并且具有输入缓冲器和输出驱动器。
4. 定时器/计数器：8051单片机具有两个16位定时器/计数器（Timer/Counter 0和Timer/Counter 1）。
它们可用于测量时间间隔、生成定时中断和计数外部事件。
5.串行通信接口：8051单片机具有一个串行通信接口（UART），用于与外部设备进行串行数据传输。
UART可以通过异步串行通信或同步串行通信来传输数据。
6.中断控制器：8051单片机具有中断控制器，用于处理外部中断和内部中断。
8051单片机工作原理
8051单片机工作原理8051单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
它采用哈佛结构，拥有强大的功能和灵活的扩展性，是许多嵌入式系统的首选。
8051单片机的工作原理可以简单概括为：输入输出、存储器和中央处理器三个主要模块的协同工作。
我们来看输入输出模块。
8051单片机通常具有多个I/O引脚，用于与外部设备进行数据的交互。
这些引脚可以用作输入或输出，可以连接到开关、传感器、显示器等外部电路。
通过读取或写入这些引脚的电平状态，单片机可以实现与外部设备的通信。
存储器模块在单片机中起到了至关重要的作用。
8051单片机通常包含多种类型的存储器，如RAM、ROM和EEPROM。
RAM用于临时存储数据，ROM用于存储程序代码，而EEPROM则用于存储永久性数据。
这些存储器可以存储原始数据、程序代码、变量和常量等信息，为单片机的正常运行提供了必要的支持。
中央处理器（CPU）是8051单片机的核心部件。
它包含了运算器、控制器和时钟等关键部件，负责执行指令、进行算术运算和逻辑判断。
CPU通过时钟信号控制指令的执行速度，保证单片机的正常工作。
同时，它还通过总线和存储器模块、输入输出模块进行数据交换，实现与外部设备的通信。
除了上述三个主要模块外，8051单片机还具有一些辅助功能，如定时器和串口通信等。
定时器可以提供准确的计时功能，用于测量时间间隔或生成特定的定时信号。
串口通信模块可以实现与外部设备的串行通信，如与计算机进行数据传输。
总结起来，8051单片机的工作原理是通过输入输出模块与外部设备进行数据交换，通过存储器模块存储相关数据，通过中央处理器执行指令和处理数据，最终实现各种功能。
它的工作原理简洁明了，但在实际应用中却可以实现各种复杂的功能，并且可以根据需求进行灵活扩展。
这使得8051单片机成为许多电子设备中不可或缺的核心部件。
8051单片机指令
8051单片机指令8051单片机是一种经典的微控制器，使用广泛，特别适用于嵌入式系统开发。
在实际的编程过程中，了解并掌握8051单片机的指令集是非常重要的。
本文将介绍一些常用的8051单片机指令，帮助读者更好地理解和应用这些指令。
一、MOV指令MOV指令是8051单片机中最常用的指令之一，用于将数据从一个寄存器移动到另一个寄存器。
例如，MOV A, B表示将B寄存器的值移动到A寄存器中。
这个指令非常简单直观，容易理解和使用。
二、ADD指令ADD指令用于将两个数相加，并将结果存储到累加器。
例如，ADD A, B表示将A和B寄存器中的值相加，并将结果存储到A寄存器中。
这个指令非常有用，可以实现简单的数学运算。
三、SUB指令SUB指令用于计算两个数的差值，并将结果存储到累加器。
例如，SUB A, B表示将B寄存器的值从A寄存器的值中减去，并将结果存储到A寄存器中。
这个指令也非常常用，可以实现简单的减法运算。
四、MUL指令MUL指令用于计算两个数的乘积，并将结果存储到累加器和扩展寄存器中。
例如，MUL AB表示将A和B寄存器中的值相乘，并将低8位结果存储到累加器A中，将高8位结果存储到扩展寄存器B中。
这个指令非常有用，可以实现简单的乘法运算。
五、DIV指令DIV指令用于计算两个数的商和余数，并将结果存储到累加器和余数寄存器中。
例如，DIV AB表示将A和B寄存器中的值相除，并将商存储到累加器A中，余数存储到余数寄存器B中。
这个指令非常有用，可以实现简单的除法运算。
六、JMP指令JMP指令用于无条件跳转到指定的地址。
例如，JMP 2000H表示程序跳转到2000H地址处执行。
这个指令非常常用，可以实现程序的控制流跳转。
七、JC指令JC指令用于在进位标志位（Carry Flag）为1时跳转到指定的地址。
例如，JC 3000H表示当进位标志位为1时，程序跳转到3000H地址处执行。
这个指令非常有用，可以实现条件判断和分支跳转。
8051单片机教程
8051单片机教程一、认识8051单片机8051单片机是一款经典的微控制器，自1981年由英特尔公司推出以来，便广泛应用于工业控制、智能家居、嵌入式系统等领域。
本教程将带领大家了解8051单片机的结构、原理及其编程方法。
1. 8051单片机的基本结构（1）中央处理器（CPU）：负责执行程序指令，进行数据处理和控制。
（2）存储器：包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存放程序代码，数据存储器用于存放运行过程中的数据和变量。
（3）定时器/计数器：用于实现定时或计数功能，可应用于各种场合，如延时、脉冲计数等。
（4）并行I/O口：共有4个8位的并行I/O口，可用于连接外部设备，进行数据输入输出。
（5）串行通信接口：用于与其他设备进行串行通信，可实现数据的长距离传输。
（6）中断系统：允许外部设备或内部事件打断正常的程序执行流程，提高系统的实时性。
2. 8051单片机的特点（1）指令丰富：8051单片机拥有111条指令，包括数据传送、逻辑运算、算术运算、位操作等。
（2）硬件资源丰富：具备定时器、串行通信接口、中断系统等硬件资源，易于实现各种功能。
（3）扩展性强：可通过外部总线扩展存储器、I/O口等资源。
（4）功耗低：适用于电池供电的便携式设备。
（5）成本低：8051单片机价格低廉，性价比高。
二、8051单片机的编程基础1. 汇编语言与C语言2. 开发环境搭建（1）并安装Keil软件。
（2）创建一个新项目，选择8051单片机型号。
（3）编写，并将文件添加到项目中。
（4）编译、项目，可执行文件。
（5）将可执行文件到8051单片机中，进行调试和运行。
3. 基本语法与编程规范（1）变量定义：在C语言中，使用变量前需先进行定义。
例如：unsigned char count; // 定义一个无符号字符型变量count（2）数据类型：8051单片机支持多种数据类型，如char、int、long等。
8051单片机
介绍：8051是MCS-51系列单片机的最初成员，是所有MCS-51设计的核心。
8051核心的特点是：•应用8 位CPU优化控制。
•广阔的布尔处理（单位逻辑）功能。
•64 K程序存储器地址空间。
•64 K数据存储器地址空间。
•4K字节的片内程序存储器。
•128字节的片内数据存储器。
•32个双向和独立寻址的I / O线•两个16位定时器/计数器。
•全双工UART。
•6-源/ 5-矢量的两个优先级中断结构。
•内部时钟震荡器。
8051 核心特点的基本结构，如图 1 所示图1. 8051的核心框图ROM/OTP ROM/EPROM (bytes): ■ROM = 系统软件标准BIOS速度（MHz） 241 = 24 MHz 内部唯一的执行频率20* = 20MHz时供参考的温度范围锁定位 1 = 1锁定位为20MHz及24MHz部分，无锁定位为12及16MHz部分 = 程序无法执行，访问外部存储器限制为4K 8XC152产品系列 = 通信控制器8XC51SL产品系列 = 键盘控制器CHMOS 设备功能上，CHMOS设计（指定设计名称中的“C”）与8051完全兼容，但CMOS，电流相对小于当前的HMO。
要进一步利用 CMOS 电路节省可用的电源，加入两种低功耗模式：软件调用空闲模式，在此期间，CPU被关闭，而RAM和其他芯片外围设备继续运行。
在这种模式下,该设备充分激活时，电流消耗大约减少15%。
软件调用掉电模式，在此期间，芯片上的所有活动都暂停。
该芯片上的RAM继续保持数据。
在这种模式下通常电流少于10 uA。
虽然80C51BH与HMOS在功能上是兼容的，但这两种类型的设计之间的存在差异，必须考虑应用电路的设计，如果确保在HMOS与CHMOS设备之间能够完全转换。
这些设计应用注释AP-252,“与80C51BH设计”一起讨论。
关于单独设计和表1中列出的功能的更多信息，请参阅硬件说明和具体设备的数据表。
在MCS®-51设计中的存储器程序和数据存储器的逻辑分离所有MCS-51设计的程序和数据存储器具有独立的地址空间，如图2所示，程序和数据存储器的逻辑分离，允许访问8位数据存储器地址，可以更迅速地由一个8位CPU存储和操纵。
8051单片机教程
8051单片机教程1.8051单片机的基本概念2.8051单片机的寄存器8051单片机共有4个寄存器：A累加器、B寄存器、DPTR数据指针和PSW程序状态字。
其中累加器A用于存储和运算数据，寄存器B常用于存放需要扩展的数据，数据指针DPTR可以用来指向程序存储器中的数据，程序状态字PSW用于标志程序的运行状态。
3.8051单片机的IO口4.8051单片机的编程8051单片机支持汇编语言编程，操作简单灵活。
编程过程主要包括程序设计、程序烧录和程序调试三个步骤。
程序设计需要根据具体需求编写程序，使用编译器将汇编语言转换成二进制程序，然后通过编程器将程序烧录到芯片中，最后通过仿真器对程序进行调试和测试。
5.8051单片机的应用8051单片机广泛应用于各个领域，如家电控制、工业控制、安防监控、医疗仪器等。
在家电控制方面，可以通过程序来控制电视机、空调、洗衣机等家电设备的开关和操作；在工业控制方面，可以利用8051单片机的IO口来控制工业生产线的运行和监测系统的数据采集；在安防监控方面，可以利用8051单片机来控制摄像头、门禁系统等设备的操作；在医疗仪器方面，可以利用8051单片机来控制血压测量、体温测量等设备的运行。
6.8051单片机的发展趋势随着科技的发展，8051单片机也在不断升级。
最新的8051单片机已经具备了更高的性能、更多的接口功能和更大的存储容量，可以更好地满足各种应用需求。
同时，也有越来越多的开发工具和IDE软件可以使用，使得8051单片机的开发变得更加便捷高效。
总结：本文简要介绍了8051单片机的基本知识和使用方法，包括8051的基本概念、寄存器、IO口、编程方法、应用领域及发展趋势等方面内容。
相信读者通过阅读本文，对于8051单片机有了一个初步的了解，并有了一定的学习和使用指导。
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40 VCC 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA/VPP 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7 27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4 24 P2.3 23 P2.2 22 P2.1 21 P2.0
变量名
char
var1;
bit
flags;
unsigned char vextor[10];
int
wwww;
注意：变量名不能用C语言中的关
键字表示。
C-51的包含的头文件
通常有:reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h 常用有:reg51.h reg52.h
80C51/89C51 89C2051
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19
读引脚
第二输出功能 VCC
W
DQ CLK Q
R
P3.n P3口
T
引脚
第二输入功能
②P3的内部结构
二、P3第二功能(Q=1) 此时引脚部分输入(Q=1、W=1) ,部分输出(Q=1、W输出) 。
读锁存器
内部总线 写锁存器
第二输出功能 VCC
W
DQ CLK Q
R
P3.n P3口
T
引脚
读引脚
第二输入功能
P3第二功能各引脚功能定义：
P3.0：RXD串行口输入 P3.1：TXD串行口输出 P3.2：INT0外部中断0输入 P3.3：INT1外部中断1输入 P3.4：T0定时器0外部输入 P3.5：T1定时器1外部输入 P3.6：WR外部写控制 P3.7：RD外部读控制
80C51的引脚封装
总线型
非总线型
8
-128~127
8
0~255
C－51的数据类型扩充定义
sfr:特殊功能寄存器声明 sfr16:sfr的16位数据声明 sbit:特殊功能位声明 bit:位变量声明 例：sfr SCON = 0X98;
sfr16 T2 = 0xCC; sbit OV = PSW^2;
C-51数据的存储类型
例：
数据类型
注：类似的还有Philips公司的 87LPC64，20引脚 8XC748/750/（751），24引脚 8X749（752），28引脚 8XC754，28引脚 等等
C－51的数据类型
基本数据类型
类型 符号
关键字
有
整 型
无
实有 型有
字有
符 型
无
(signed) int (signed) short (signed) long
16
0~65535
32
0~4294967295
32
3.4e-38~3.4e38
64
1.7e-308~1.7e308
8
-128~127
8
0~255
C语言中的基本数据类型
类型 符号
关键字
有
整 型
无
实有 型有
字有
符 型
无
(signed) int (signed) short (signed) long
unsigned int unsigned short int unsigned long int
DQ CLK Q
T1
P0.n P0口
T2
引脚
MUX
读引脚
二、P2的内部结构
1.P2口作为普通I/O口
CPU发出控制电平“0” ，使多路开关MUX倒向锁存 器
输出Q端，构成一个准双向口。其功能与P1相同。
读锁存器
VCC 地址 控制
内部总线 写锁存器
DQ CLK Q
R
P2.n P2口
T
引脚
MUX
读引脚
RST 1 P3.0/RXD 2 P3.1/TXD 3
XTAL2 4 XTAL1 5 P3.2/INT0 6 P3.3/INT1 7 P3.4/T0 8 P3.5/T1 9
GND 10
20 VCC 19 P1.7 18 P1.6 17 P1.5 16 P1.4 15 P1.3 14 P1.2 13 P1.1/AIN1 12 P1.0/AIN0 11 P3.7
（定义特殊功能寄存器和位寄存器）； math.h （定义常用数学运算）；
单片机工作的基本时序
•
• （1） 振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提 供时钟脉冲信号的振荡源的周期，TX实验板上为 11.0592MHZ。
• （2） 状态周期: 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经二分频后得到的。
4.1.2 P1口、P3口的内部结构
①P1口的一位的结构
它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱
动电路组成----准双向口。
VCC
读锁存器
内部总线 写锁存器
DQ CLK Q
R
P1.n P1口
T
引脚
读引脚
②P3的内部结构
一、作为通用I/O口与P1口类似----准双向口(W=1)
读锁存器
内部总线 写锁存器
一、P0口的结构
下图为P0口的某位P0.n(n=0~7)结构图，它由一个 输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路 及控制电路组成。从图中可以看出，P0口既可以作 为I/O用，也可以作为地址/数据线用。
读锁存器
内部总线 写锁存器
地址/数据 VCC 控制
DQ CLK Q
T1
T2 MUX
P0.n P0口 引脚
• （3） 机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周 期S1~S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器周 期内, CPU可以完成一个独立的操作。
• （4） 指令周期: 它是指CPU完成一条操作所需 的全部时间。 每条指令执行时间都是有一个或几个 机器周期组成。MCS - 51 系统中, 有单周期指令、 双周期指令和四周期指令。
float double char unsigned char
所占位数
数的表示范围
16
-32768~32767
16
-32768~32767
32
-2147483648~2147483647
16
0~65535
16
0~65535
32
0~4294967295
32
3.4e-38~3.4e38
64
1.7e-308~1.7e308
读引脚
准双向口：
从图中可以看出，在读入端口数据时，由于输出
驱动FET并接在引脚上，如果T2导通，就会将输入的
高电平拉成低电平，产生误读。所以在端口进行输
入操作前，应先向端口锁存器写
准双向口。
地址/数据 VCC
读锁存器
控制
内部总线 写锁存器
unsigned int unsigned short int unsigned long int
float double char unsigned char
所占位数
数的表示范围
16
-32768~32767
16
-32768~32767
32
-2147483648~2147483647
16
0~65535