MCS51-3B

MCS-51系列单片机各种不用的类型特点介绍
MCS是Intel公司生产的单片机的系列符号，例如，Intel公司的MCS-48、MCS-51、MCS-96系列单片机。

MCS-51系列单片机是Intel公司在MCS-48系列的基础上于20世纪80年代初发展起来的，是最早进入我国并在我国得到广泛应用的单片机主流品种。

MCS-51系列单片机主要包括基本型产品8031／8051／8751（对应的低功耗型80C31／80C51／87C51）和增强型产品8032/805218752。

虽然它们是8位的单片机，但是具有品种全、兼容性强、性能价格比高等特点，且软硬件应用设计资料丰富齐全，已为我国广大工程技术人员所熟悉和掌握。

在20世纪80年代和90年代，MCS-51系列单片机是在我国应用最为广泛的单片机机型之一。

典型产品：8031／8051／8751。

8031内部包括1个8位CPU、128B RAM，21个特殊功能寄存器（SFR），4个8位并行I/O口，1个全双工串行口，2个16位定时器／计数器，5个中断源，但片内无程序存储器，需外扩程序存储器芯片。

8051是在8031的基础上，片内又集成了4KB ROM作为程序存储器，所以8051是一个程序不超过4KB的小系统。

ROM内的程序是公司制作芯片时代为用户烧制的，主要用在程序已定且批量大的单片机产品中。

8751与8051相比，片内集成的4KB的EPROM取代了8051的4KB ROM作为程序存储器，构成了一个程序不大于4KB的小系统。

用户可以将程序固化在EPROM中，EPROM 中的内容可反复擦写修改，但其价格相对于8031较贵。

8031外扩一片4KB的EPROM就相当于8751。

MCS51系列单片机芯片结构MCS51系列单片机是Intel（英特尔）于1980年推出的一种8位微控制器，由Intel公司设计并于1981年开始生产。

MCS51系列单片机由几个基本部分组成，包括CPU、内存、IO口、时钟和定时器等，这些组件相互协作来完成微控制器的各种功能。

1. CPU（中央处理单元）MCS51系列单片机的CPU是其核心部分，负责整个系统的指令执行和数据处理。

CPU采用哈佛结构，由指令存储器和数据存储器独立组成。

MCS51单片机采用8位体系结构，支持指令级别的并行处理。

CPU在工作时，可以通过片内总线与其他部件进行数据和指令的传输。

2. 内存MCS51系列单片机的内存包括RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。

2.1. RAMMCS51单片机的RAM主要用于临时存储数据和变量，其容量从几十字节到几百字节不等，取决于具体型号。

RAM通常被分为多个片段，例如通用寄存器、特殊功能寄存器和堆栈等。

2.2. ROMMCS51单片机的ROM主要用于存储程序和常量数据。

ROM可以是内部ROM或外部ROM。

内部ROM通常具有较小的存储容量，例如2KB或4KB，而外部ROM可以扩展到几十KB或更大。

3. IO口MCS51系列单片机的IO口用于与外部设备进行通信，包括输入和输出操作。

常见的IO口类型包括GPIO（通用输入/输出口）、UART （通用异步收发器）和SPI（串行外设接口）等。

通过配置相关寄存器，可以设置IO口的工作模式和功能。

4. 时钟和定时器MCS51系列单片机需要一个时钟源来同步其操作。

时钟通常由外部晶体振荡器提供，也可以通过内部RC振荡器或外部时钟信号源。

通过配置定时器寄存器，可以实现精确的计时和定时功能。

MCS51系列单片机通常有多个定时器，如定时器0和定时器1，用于生成时序信号、延时操作和计数等功能。

这些定时器可以用于测量时间、触发中断和产生PWM（脉宽调制）信号。

总结MCS51系列单片机芯片结构由CPU、内存、IO口、时钟和定时器等基本部分组成。

MCS51单片机简介MCS51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器系列。

它是由英特尔公司于1981年推出的，并迅速成为行业领先的产品之一。

MCS51单片机以其稳定性、灵活性和易用性而受到广大开发者的青睐。

本文将介绍MCS51单片机的基本特性、应用范围以及其优势。

一、MCS51单片机的基本特性MCS51单片机是一种8位微控制器，它采用了哈佛结构，包含CPU、存储器、输入输出接口等核心模块。

以下是MCS51单片机的基本特性：1. CPU：MCS51单片机的CPU是一种高效、低功耗的8位中央处理器，具有高性能和高度集成的特点。

它能够处理包括算术、逻辑运算等多种任务。

2. 存储器：MCS51单片机内置ROM、RAM和EEPROM等存储器。

ROM用于存储程序代码，RAM可以存储中间数据和变量，EEPROM用于非易失性数据存储。

3. 输入输出接口：MCS51单片机具有多种输入输出接口，如并行输入输出口、串行通信口、定时器和计数器等。

这些接口能够将单片机与外部设备进行数据传输和通信。

二、MCS51单片机的应用范围MCS51单片机由于其强大的功能和良好的性能，被广泛应用于各个领域的嵌入式系统开发中。

以下是MCS51单片机的主要应用领域：1. 家电控制：MCS51单片机可以用于家电产品的控制，如空调、洗衣机、冰箱等。

通过单片机的智能控制，可以实现家电产品的功能增强和交互性改进。

2. 工业自动化：MCS51单片机在工业自动化领域的应用非常广泛。

它可以用于工业机器人、自动化生产线以及电力控制设备等，提高生产效率和产品质量。

3. 智能交通：MCS51单片机可以用于智能交通系统中的车辆控制、信号灯控制以及交通数据处理等。

通过单片机的智能化处理，可以提高道路交通的安全和效率。

4. 电子设备：MCS51单片机广泛应用于各类电子设备中，如数码相机、手机、电视机等。

它能够控制设备的各个功能模块，实现设备的智能化和多功能化。

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。

cpu组成运算器一、 MCS51的CPU由运算器和控制器组成。

1、运算器运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心，再加上暂存器TMP、累加器ACC、寄存器B、程序状态标志寄存器PSW及布尔处理器。

累加器ACC是一个八位寄存器，它是CPU中工作最频繁的寄存器。

在进行算术、逻辑运算时，累加器ACC往往在运算前暂存一个操作数（如被加数），而运算后又保存其结果（如代数和）。

寄存器B主要用于乘法和除法操作。

标志寄存器PSW也是一个八位寄存器，用来存放运算结果的一些特征，如有无进位、借位等。

其每位的具体含意如下所示：对用户来讲，最关心的是以下四位。

（1）?进位标志CY（PSW?7）。

它表示了运算是否有进位（或借位）。

如果操作结果在最高位有进位（加法）或者借位（减法），则该位为1，否则为0。

（2）?辅助进位标志AC。

又称半进位标志，它指两个八位数运算低四位是否有半进位，即低四位相加（或减）是否进位（或借位），如有AC为1，否则为0。

（3）?溢出标志位OV。

MCS－51反映带符号数的运算结果是否有溢出，有溢出时，此位为1，否则为0。

（4）?奇偶标志P。

反映累加器ACC内容的奇偶性，如果ACC中的运算结果有偶数个1（如11001100B，其中有4个1），则P为0，否则，P=1。

由于PSW存放程序执行中的状态，故又叫程序状态字。

运算器中还有一个按位（bit）进行逻辑运算的逻辑处理机（又称布尔处理机）。

控制器2、控制器控制器是CPU的神经中枢，它包括定时控制逻辑电路、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC、堆栈指针SP等。

这里程序计数器PC是由16位寄存器构成的计数器。

要单片机执行一个程序，就必须把该程序按顺序预先装入存储器ROM的某个区域。

单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。

MCS51单片机的引脚单片机，这个在电子世界里扮演着重要角色的小家伙，其中MCS51 单片机更是经典中的经典。

要深入了解 MCS51 单片机，就不得不从它的引脚说起。

MCS51 单片机一般有 40 个引脚，这些引脚就像是单片机与外部世界交流的“窗口”，各有各的功能和作用。

先来说说电源引脚。

VCC（40 脚）和 VSS（20 脚），VCC 接＋5V 电源，为单片机提供工作所需的能量；VSS 则接地，形成完整的电路回路。

这就好比人的心脏和血管，为整个身体输送着“动力”和“养分”。

时钟引脚 XTAL1（19 脚）和 XTAL2（18 脚）也很关键。

时钟就像是单片机的“心跳”，控制着单片机内部的工作节奏。

XTAL1 是内部振荡器反相放大器的输入端，XTAL2 则是输出端。

通过外接晶振和电容，就能为单片机提供稳定的时钟信号，让它有条不紊地工作。

控制引脚更是有着重要的作用。

RST（9 脚）是复位引脚，当这个引脚接收到高电平并保持一定时间后，单片机就会重新初始化，就像电脑死机后重启一样。

ALE/PROG（30 脚），在访问外部存储器时，这个引脚会输出一个脉冲信号用于锁存低 8 位地址。

PSEN（29 脚）则是读外部程序存储器的选通信号，低电平有效。

EA/VPP（31 脚）决定了单片机访问程序存储器的方式，如果接高电平，先访问内部程序存储器，超出范围后再访问外部；如果接低电平，则只访问外部程序存储器。

再看看输入输出引脚，也就是我们常说的 I/O 口。

P0 口（39 32 脚）是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。

在访问外部存储器时，它分时用作低 8 位地址线和 8 位数据线。

P1 口（1 8 脚）是一个准双向 I/O 口，只能作为通用的输入输出口使用。

P2 口（21 28 脚）也是一个准双向I/O 口，在访问外部存储器时，它输出高 8 位地址。

P3 口（10 17 脚）除了作为准双向 I/O 口外，还具有第二功能。

MCS51单片机的结构MCS-51单片机是Intel公司设计开发的一种高度集成的8位微控制器（microcontroller），主要应用于嵌入式系统中。

它采用了Harvard 架构，包含一个CPU核心、片内存储器、外围接口和定时器/计数器等功能模块。

在本文中，我将详细介绍MCS-51单片机的结构。

MCS-51单片机的结构主要分为以下几个部分：1.中央处理器（CPU）核心：MCS-51单片机的CPU核心采用了8位的数据总线和地址总线，以及一组功能强大的指令集。

该CPU支持多种指令，包括数据传送指令、算术逻辑指令、位操作指令和条件跳转指令等。

它还包括一个累加寄存器和标志寄存器，用于存储操作数和标志位信息。

2.存储器部分：MCS-51单片机包含片内存储器和片外存储器。

片内存储器主要用于存储程序代码和数据，包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。

ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据和临时变量。

片外存储器通过地址线和数据线与单片机连接，可以扩展存储器容量。

3.输入输出（I/O）接口：MCS-51单片机通过多个I/O口与外部世界进行数据交互。

每个I/O 口包含一组引脚，可以用作输入或输出。

这些引脚可以通过配置寄存器来选择其功能。

MCS-51单片机还支持中断输入，可以用于实现外部设备的中断功能。

4.定时器/计数器（Timer/Counter）：MCS-51单片机内置了多个定时器/计数器模块，用于生成精确的时间延迟或测量外部事件的时间间隔。

定时器可以产生周期性的中断信号，用于实现定时任务。

计数器可以计数外部事件的脉冲数量，用于测量时间间隔。

5.串行通信接口：MCS-51单片机内置了一个串行通信接口，可以用于与其他设备进行数据传输。

该接口支持异步串行通信协议，如UART（通用异步收发器）或SPI（串行外围接口）等。

它可以通过配置寄存器来设置通信参数，如波特率和数据格式等。

6.时钟电路：MCS-51单片机需要一个精确的时钟源来驱动内部运算和外设操作。

51单⽚机计算机加原理图,MCS-51单⽚机最⼩系统的组成部分及电路图介绍MCS-51单⽚机概述MCS-51单⽚机是⼀种集成的电路芯⽚，是采⽤超⼤规模集成电路技术把具有数据处理能⼒的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O⼝和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显⽰驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到⼀块硅⽚上构成的⼀个⼩⽽完善的计算机系统。

51系列单⽚机的特点-8位cpu-⽚内带振荡器，频率范围为1.2MHz~12MHz-⽚内带128B的数据存储器-⽚内带4KB的程序存储器-程序存储器的寻址空间为64KB-⽚外数据存储器的寻址空间为64KB-128个⽤户位寻址空间-21个字节特殊功能寄存器-4个8位的I/O并⾏接⼝：P0、P1、P2、P3-两个16位定时、计数器-两个优先级别的五个中断源-⼀个全双⼯的串⾏I/O接⼝，可多机通信-111条指令，包含乘法指令和除法指令-⽚内采⽤单总线结构-有较强的位处理能⼒-采⽤单⼀+5V电源单⽚机的应⽤分类通⽤型这是按单⽚机(Microcontrollers)适⽤范围来区分的。

例如，80C51式通⽤型单⽚机，它不是为某种专门⽤途设计的；专⽤型单⽚机是针对⼀类产品甚⾄某⼀个产品设计⽣产的，例如为了满⾜电⼦体温计的要求，在⽚内集成ADC接⼝等功能的温度测量控制电路。

总线型这是按单⽚机(Microcontrollers)是否提供并⾏总线来区分的。

总线型单⽚机普遍设置有并⾏地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚⽤以扩展并⾏外围器件都可通过串⾏⼝与单⽚机连接，另外，许多单⽚机已把所需要的外围器件及外设接⼝集成⼀⽚内，因此在许多情况下可以不要并⾏扩展总线，⼤⼤减省封装成本和芯⽚体积，这类单⽚机称为⾮总线型单⽚机。

控制型这是按照单⽚机(Microcontrollers)⼤致应⽤的领域进⾏区分的。

⼀般⽽⾔，⼯控型寻址范围⼤，运算能⼒强；⽤于家电的单⽚机多为专⽤型，通常是⼩封装、低价格，外围器件和外设接⼝集成度⾼。

mcs-51单片机原理及应用教程MCS-51单片机是一种用于嵌入式系统的微处理器，它广泛应用于各种电子设备中。

本教程将介绍MCS-51单片机的原理和应用。

在接下来的内容中，我们将从基本概念开始，逐步深入了解MCS-51单片机的工作原理和常见应用。

1. 概述MCS-51单片机是由Intel公司于20世纪80年代推出的一种8位微处理器。

它包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)接口和定时器等功能模块，可以完成各种数据处理和控制任务。

2. 架构和指令集MCS-51单片机采用哈佛架构，即指令存储器和数据存储器分开存储的结构。

它的指令集包括基本指令、算术指令、逻辑指令和控制指令等，可以完成各种数据操作和控制流程。

3. 存储器和寄存器MCS-51单片机具有内部存储器和外部扩展存储器。

内部存储器包括程序存储器和数据存储器，用于存储指令和数据。

此外，MCS-51单片机还包括多个特殊功能寄存器，用于存储控制和状态信息。

4. 输入/输出(I/O)MCS-51单片机具有多个I/O口，用于连接外部设备。

通过配置I/O口的输入和输出模式，可以实现与外界的数据交换和控制。

5. 中断和定时器MCS-51单片机支持中断功能，可以在特定条件下中断正在执行的程序，并转向处理中断程序。

此外，MCS-51单片机还包含多个定时器/计数器，用于生成精确的时间控制和测量。

6. 应用领域MCS-51单片机广泛应用于各种嵌入式系统中，包括家电、通信设备、汽车电子和工业控制等。

它的低成本、低功耗和高可靠性使其成为许多应用场景的首选。

综上所述，MCS-51单片机是一种功能强大的嵌入式微处理器，具有丰富的功能和广泛的应用领域。

通过学习MCS-51单片机的原理和应用，我们可以更好地理解和应用该技术，为嵌入式系统的开发和设计提供支持。

单片机第2章MCS-51系列单片机的资源配置单片机作为一种集成电路芯片，在现代电子技术领域中发挥着重要作用。

MCS-51 系列单片机是其中应用广泛且具有代表性的一类。

要深入了解和运用 MCS-51 系列单片机，就必须清楚其资源配置。

MCS-51 系列单片机的中央处理器（CPU）是其核心部分。

它负责执行指令、进行运算和控制整个系统的工作。

该 CPU 由运算器和控制器组成。

运算器能够进行算术运算和逻辑运算，而控制器则按照程序的指令顺序，有条不紊地控制单片机的各项操作。

在存储资源方面，MCS-51 系列单片机拥有程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存放用户编写的程序代码，通常采用只读存储器（ROM）。

而数据存储器则用于存储运行过程中的临时数据，一般使用随机存取存储器（RAM）。

程序存储器又分为片内程序存储器和片外程序存储器。

片内程序存储器的容量因具体型号而异，一般为 4KB 或 8KB。

当程序较大，片内存储器无法满足需求时，可以通过扩展片外程序存储器来解决。

数据存储器也分为片内数据存储器和片外数据存储器。

片内数据存储器包括工作寄存器区、位寻址区、用户 RAM 区等。

工作寄存器区可以提高数据处理的速度，位寻址区方便对单个位进行操作，用户 RAM区则用于存放用户自定义的数据。

片外数据存储器的扩展则可以满足更大的数据存储需求。

MCS-51 系列单片机的 I/O 端口是其与外部设备进行信息交换的通道。

它共有 4 个 8 位的并行 I/O 端口，分别为 P0、P1、P2 和 P3 端口。

每个端口都可以作为输入或输出使用。

P0 端口是一个三态双向端口，既可以作为地址/数据总线的低8 位，也可以作为普通的 I/O 端口。

但作为普通 I/O 端口使用时，需要外接上拉电阻。

P1 端口是一个准双向端口，通常作为普通的 I/O 端口使用。

P2 端口既可以作为普通的 I/O 端口，也可以在访问片外存储器时作为高 8 位地址线。

mcs-51单片机原理
MCS-51单片机原理概述
MCS-51单片机是一种经典的8位单片机，由Intel公司于20
世纪80年代开发。

它采用CISC（复杂指令集计算机）架构，内置了大量的功能模块，如中央处理器、内存、输入输出接口等。

MCS-51单片机广泛应用于嵌入式系统中，可用于控制、
监测、通信等各种应用场景。

MCS-51单片机的核心是8051系列的中央处理器，它是一个8
位的寄存器-累加器结构，具有128字节的内部RAM和4KB
的内部ROM。

8051中央处理器支持多种指令集，包括数据传
输指令、逻辑运算指令、算术指令等，使得程序编写更加灵活和高效。

除了中央处理器，MCS-51单片机还包括一些重要的外设模块。

其中，I/O口模块用于与外部设备进行数据交互，可以输入、
输出数字信号。

定时器模块通过产生定时信号来进行时间控制。

串行通信接口模块可用于与其他设备进行串行通信，如UART （通用异步收发器）。

此外，MCS-51单片机还可以连接外部
存储器，使得处理器的存储容量得到扩展。

MCS-51单片机的工作原理是根据程序存储在ROM中的指令
依次执行。

程序的执行过程由基于中央处理器的控制器和各个外设模块共同完成。

控制器从ROM中获取指令，将其解码为
相应的动作，并通过总线系统与各个外设模块进行数据传输。

通过不断执行指令，单片机可以实现各种功能。

总之，MCS-51单片机是一种高度集成的8位单片机，具有强
大的功能和灵活性。

它通过中央处理器和外设模块的协同工作，实现了各种嵌入式系统的控制和通信功能。

MCS-51单片机的基本结构XTAL1XTAL2VCC VSSMCS-51单片机的基本结构:1、微处理器CPU ：为8位的CPU ，且内含一个1位CPU （布尔处理器），不仅可以处理字节数据，还可以进行位变量的处理。

2、内部数据存储器（RAM ）：128字节片内RAM 。

（8052系列为256字节）3、内部程序存储器（ROM/EPROM/）:8031无此器件，8051为4KROM ，8751为4KEPROM 。

4、定时器/计数器：内含2个16位定时/计数器，具有四种工作方式。

5、串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。

6、中断控制系统：具有5个中断源，2级中断优先权。

7、P0、P1、P2、P3：为4个并行8位I/O 口。

8、特殊功能寄存器（SFR ）：共有21个，用于对片内各功能模块进行管理、控制、监视。

实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM 区。

12346758910111213144039383735343633323130292827P1.0P1.1P1.4P1.3P1.2P1.5RST/VPD P1.7P1.6RXD P3.0TXD P3.1T0 P3.4T1 P3.5Vcc P0.0P0.3P0.2P0.1P0.4P0.6P0.5P0.7P2.7PSEN P2.6EA/VPP ALE/PROG 151617181920WR P3.6RD P3.7XTAL1XTAL2VSS262524232121P2.5P2.1P2.2P2.0P2.4P2.3INTO P3.2INT1 P3.389C511、电源、时钟电路VCC（40脚）—+5V电源VSS（20脚）—地XTAL1（19脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。

XTAL2（18脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。

MCS-51的时钟可由内部方式或外部方式产生。

1）内时钟方式利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可以观察到XTAL2输入的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，连接方法如图2.2（a）所示。