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51单片机原理
51单片机，又称作8051单片机，是一种微控制器，广泛应用
于嵌入式系统中。
它是由英特尔公司在1980年推出的，并成
为了应用最广泛的单片机架构之一。
51单片机采用哈佛架构，具有8位数据总线和16位地址总线。
它内部集成了CPU、RAM、ROM、I/O口等组成部分。
在工
作时，通过外部时钟源供给给单片机提供时钟信号。
CPU是51单片机的核心部件，用于执行程序指令。
51单片机
的指令集支持多种操作，包括算术、逻辑、移位、跳转等。
数据的存储和处理则在RAM中进行，程序的存储则在ROM中。
RAM是51单片机的临时存储器，用于存储程序中的变量和计算结果。
ROM则是只读存储器，用于存储程序指令。
在单片
机启动时，ROM中的程序会被加载到RAM中，并由CPU执行。
I/O口是51单片机与外部设备进行交互的接口。
它可以被配置为输入或输出，用于连接各种传感器、执行器、显示器等外围设备。
通过I/O口，51单片机可以与外部世界进行数据交换和控制。
为了编程和调试51单片机，我们通常使用专用软件和编程器。
这些工具可以将用户编写的程序烧录到51单片机的ROM中，并通过与单片机的通信接口进行通信。
总的来说，51单片机是一种功能强大且应用广泛的微控制器。
它可以用于控制各种嵌入式系统，如家用电器、车辆电子、工业自动化等领域，为我们的生活和工作提供了便利。
单片机教程原作：进墨者目录单片机教程第一课：单片机概述 (2)单片机教程第二课：单片机的内部、外部结构(一) (2)单片机教程第三课：几个基本概念 (5)单片机教程第四课：第一个小程序 (8)单片机教程第五课：延时程序分析 (10)单片机教程第六课：单片机的内外部结构分析（四） (12)单片机教程第七课：单片机内部结构分析（五） (15)单片机教程第八课（寻址方式与指令系统） (19)单片机教程第九课：数据传递指令 (22)单片机教程第十课数据传递类指令指令 (25)单片机教程第十一课：算术运算类指令 (28)单片机教程第十二课：逻辑运算类指令： (32)单片机教程第十三课：逻辑与指令 (34)单片机教程第十四课：条件转移指令 (38)单片机教程第十五课：位及位操作指令 (41)单片机教程第十六课：计数器与定时器 (44)单片机教程第十七课：定时/计数器的方式控制字 (46)单片机教程第十八课：中断系统 (49)单片机教程第十九课：定时、中断练习一 (52)单片机教程第二十课：定时/计数器实验2 (57)单片机教程第二十一课：串行接口 (60)单片机教程第二十二课：串行口应用编程实例 (65)单片机教程第二十三课：LED数码显示器的连接与编程 (68)单片机教程第二十四课：动态扫描显示接口 (72)单片机教程第二十五课：键盘接口与编程 (78)单片机教程第二十六课：矩阵式键盘接口技术及编程 (83)单片机教程第二十七课：初学单片机几个不易掌握的概念 (87)单片机教程第二十八课：单片机音乐程序的设计与实验 (90)单片机教程第一课：单片机概述1、何谓单片机一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。
在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。
而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。
单片机概述(51系列的功能与结构）单片机介绍单片机也被称为微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU 表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端[1]的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。
而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。
51单片机原理及应用51单片机（AT89C51）是一种高性能、低功耗的CMOS8位微控制器，它集成了CPU核心、ROM、RAM、I/O端口、定时器/计数器、串行通信接口等功能模块。
它是基于哈佛结构的架构，具有较高的运行速度和强大的功能。
1.CPU核心：51单片机采用了8051型CPU核心，其指令集丰富，包括基本的算数逻辑操作、数据传输操作、位操作以及控制操作等。
2.存储器：51单片机内部带有4KB的可编程ROM，用于存放程序代码；同时还有128字节的RAM用于存放数据。
3.I/O端口：51单片机共有四组I/O端口，分别为P0、P1、P2和P3，每个端口都是8位的双向口。
4. 定时器/计数器：51单片机内部带有两个独立定时器/计数器，分别为Timer 0和Timer 1，它们可以用于计时、定时和外部计数等操作。
5.串行通信接口：51单片机内部带有一个串行通信接口（UART），可以实现串行数据的收发操作。
1.嵌入式系统开发：51单片机具有强大的IO口和丰富的功能模块，可用于开发各种嵌入式系统，如家电控制、电子锁、智能家居等。
2.工业自动化：51单片机广泛应用于工业领域，可以实现各种传感器的数据采集、控制执行器动作、工业过程监控等功能。
3.车载电子：51单片机可以用于车辆电子系统的设计与控制，如车载仪表盘、车内电子设备控制、车载导航系统等。
4.家庭电子：51单片机可以用于各种家庭电子产品的设计与控制，如电视、音响、游戏机等。
5.学术研究：51单片机常用于电子、计算机等相关专业的教学与研究，学生可以通过对其原理及应用的学习，提高自己的电子设计与开发能力。
需要注意的是，由于51单片机已经推出多年，技术相对较老，目前市场逐渐被更先进的32位单片机所取代。
但由于其成熟可靠、易学易用的特点，仍然在一些特定领域得到广泛应用。
总之，51单片机具有强大的功能和广泛的应用领域，熟悉其原理及应用对于掌握嵌入式系统的设计和开发具有重要意义。
51系列单片机的理解
0引言
单片机在当今社会里应用非常广泛，由于它价格低、体积小、性能非常稳定、功能强大，得到了电子设计者的广发喜爱。
在门铃、玩具和很多数据采集系统中得到了广泛应用。
我们常说的51系列型号的单片机，是MCS-51和跟它能够兼容的单片机。
51系列型号的单片机使用起来很方便，它具有兼容指令系统的优点，所以很多程序和系统都能够方便的进行升级和移植。
除了51系列以外，还有其他一些系列的单片机，主要不同之处在于功能和指令集两个方面，它们一般不能与51系列单片机进行兼容。
这些单片机包括PIC单片机、ARM系列单片机等。
1 单片机结构的类型
根据不同数据存储器和程序存储器的体系结构，单片机一般有下面的两种类型。
一种形式是把程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）分开，也就是哈佛（Harvard）结构。
这种类型方便对数据和程序同时访问，能够减小程序在运行时的访存瓶颈，提升数据吞吐率。
另一种把数据存储器（RAM）和程序存储器（ROM）合在一起的结构，也就是普林斯顿（Princeton）结构，也叫冯·诺伊曼结构。
因为数据存储地址和程序指令存储地址所指向同一个存储器的不同位置，所以数据和程序指令的宽度相同。
比如，Intel的MCS-51系列单片机就是运用的哈佛结构的形式，但是其后面的产品16位的MCS-96系列单片机利用的普林斯顿结构。
2 51系列单片机的应用领域
2.1在玩具和家电方面的应用
51系列单片机的体积小、价格低、功能扩展方便和控制能力强的优点使得它能够很好的在玩具和家电领域的应用，它可以很普遍的应用在洗衣机、电视、玩具、冰箱和家用防盗报警器等。
2.2相关智能测量设备上的应用
原先的测量仪表功能单一而且体积较大，很大程度上限制了测量仪表的快速发展。
运用单片机来提升和改造各种类型的测量控制仪表，能够使其变得体积减小，而且在功能上能够很好的扩展，因而产生了的智能化的仪表，比如各种示波器数字和用表等。
2.3在机电一体化产品中的应用
机电一体化产品指的就是把微电子技术、机械技术和计算机技术结合在一起，产生的拥有智能化的特殊性质的产品，它越来越成为机械工业的发展方向。
单片机还可以成为机电一体化产品的相关控制器，能够很大程度的简化原有机械产品的结构并且扩展它的功能。
2.4自动测控系统上的应用
我们可以利用单片机设计出各种各样的数据采集系统和自适应控制系统，比如电压电流的数据采集和温度的自动控制。
2.5计算机控制及通信技术上的应用
51系列的单片机都具有集成的串行通信接口，可以利用这个接口和计算机的串行接口进行相互通信，来完成计算机的通信和程序控制。
3 51系列单片机内部结构
8051单片机是由程序存储器（ROM）、中央处理器（CPU ）、数据存储器（RAM ）、并行I/O接口、定时所数器、串行接口、中断系统等几个大的单元，加上地址总线、数据总线和控制总线所组成的。
8051系列单片机的内部结构框架示意图如图一所示。
4 51单片机内部结构的组成部分
单片机特有的资源和结构决定了单片机的性能。
以8051单片机为例介绍单片机基本结构的相关组成部分。
4.1中央处理器（CPU）
单片机的核心部件就是中央处理器（CPU）。
51系列单片机的处理器采用的是8位数据宽度，相应的它能够处理8位二进制数据或代码。
CPU主要由控制器、算术逻辑部件和专用寄存器三部分组成。
它主要负责指挥、控制和调度整个单元系统工作，并且完成运算和控制输出输入功能等操作。
4.2程序存储器（ROM）
8051单片机一共有4096个8位掩膜ROM，它可以存储相关的用户程序、原始表格或数据。
一些新型的单片机，比如AT89S52所用的是Flash 存储器。
4.3数据存储器（RAM）
8051单片机内部一共有128个专用寄存器单元和128个8位用户数据存储单元，这些单元是进行统一编址的。
还有只能用来存储控制指令数据的专用寄存器，用户只允许访问，不允许存放用户数据。
因此，用户所能使用的RAM其实只有128个。
用户定义的字型表、读写的数据或运算的中
间结果可以放在这些单元。
有些新型的单片机，内部可能具有更多的RAM 的单元，比如AT89S52的内部就有256个RAM数据存储单元。
4.4定时/计数器
8051本身有两个16位的可进行编程的定时附数器，用它可以进行定时或计数。
也可以通过中断，进而控制程序的转向。
4.5并行输入输出（I/O）口
单片机需要跟外部的设备进行相互通信，来处理外部的输入数据，并将运算的结果传达给外部设备。
8051单片机总共有4组8位I/O口（P0、P1、 P2和P3 ），用来完成数据的输出和读入。
4.6全双工串行口
8051里面安置了一个全双工串行通信口，用它来跟其它的设备之间进行串行数据的传送。
这个串行口可以当成同步移位器使用，也能用它来做异步通信收发器。
4.7中断系统
8051拥有非常完善的中断功能，它有两个外部的中断、一个串行中断和两个定时所数器中断。
它所拥有的这几个功能能够满足不同的控制要求，并且优先选择级别为2级。
4.8时钟电路
8051里面设置有高达12MHz频率的时钟电路，可以用来外置电容和振荡晶振，就能够完成整个单片机运行的相关脉冲时序。
当然，我们也可以运用外部的时钟源来作为单片机的工作时钟。
5结论
51系列单片机的应用大大方便了我们的日常生活，给我们带来的低价的方便，51系列单片机的内部结构比较简单，能够很快的进行推广与使用。
希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：
1、理想的路总是为有信心的人预备着。
2、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。
——罗曼·罗兰
3、人生就像爬坡，要一步一步来。
——丁玲。
