【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 80C51 系列是其中的佼佼者，加之 Intel 公司將其 MCS –51 系列中的 80C51 內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名 IC 制造廠商，如 Philips、 NEC、 Atmel、 AMD、華邦等，這些公司都在保持與 80C51 單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了 80C51 的許多特性 。這樣， 80C51就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為 80C51 系列。 80C51 單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。專家認(rèn)為，雖然世界上的 MCU品種繁多，功能各異，開(kāi)發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明， 80C51 可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn) MCU芯片。 2 芯片簡(jiǎn)介 MSC51 芯片簡(jiǎn)介 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明： 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) 8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 8 能訪問(wèn)，而不能用于 存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中 用于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳 輸。 全雙工串行口： 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 時(shí)鐘電路： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用 計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 INTEL 的MCS51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 C 語(yǔ)言是目前世界上流行、使用最廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 C 語(yǔ)言對(duì)操作系統(tǒng)和系統(tǒng)使用程序以及需要對(duì)硬件進(jìn)行操作的場(chǎng)合，用 C語(yǔ)言明顯優(yōu)于其它高級(jí)語(yǔ)言，許多大型應(yīng)用軟件都是用 C 語(yǔ)言編寫的。 C 語(yǔ)言具有繪圖能力強(qiáng)，可移植性，并具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編 寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動(dòng)畫它是數(shù)值計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言。 常用的編譯軟件有Microsoft Visual C++,Borland C++,Wat C++ ,Borland C++, Borland C++ Builder,Borland C++ for DOS,Wat C++ for DOS,GNU DJGPP C++, Lccwin32 C Compiler ,Microsoft C,High C,等等 ...... 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 9 C 語(yǔ)言的發(fā)展歷史 C 語(yǔ)言的發(fā)展頗為有趣。它的原型 ALGOL 60語(yǔ)言。 1963年，劍橋大學(xué)將 ALGOL 60語(yǔ)言發(fā)展成為 CPL(Combined Programming Language)語(yǔ)言。 1967年，劍橋大學(xué)的 Matin Richards 對(duì) CPL 語(yǔ)言進(jìn)行了簡(jiǎn)化，于是產(chǎn)生了 BCPL 語(yǔ)言。 1970年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Ken Thompson 將 BCPL 進(jìn)行了修改，并為它起了一個(gè)有趣的名字 “B 語(yǔ)言 ”。意思是將 CPL 語(yǔ)言煮干，提煉出它的精華。并且他用 B 語(yǔ)言寫了第一個(gè) UNIX 操作系統(tǒng)。 而在 1973年， B 語(yǔ)言也給人 “煮 ”了一下，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的 在 B 語(yǔ)言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計(jì)出了一種新的語(yǔ)言，他取了 BGPL 的第二個(gè)字母作為這種語(yǔ)言的名字，這就是 C 語(yǔ)言。 為了使 UNIX 操作系統(tǒng)推廣， 1977年 Dennis 發(fā)表了不依賴于具體機(jī)器系統(tǒng)的 C 語(yǔ)言編譯文本《可移植的 C 語(yǔ)言編譯程序》。 1978年 Brian 和 Dennis 出版了名著《 The C Programming Language》，從而 使 C 語(yǔ)言成為目前世界上流行最廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 1988年，隨著微型計(jì)算機(jī)的日益普及 , 出現(xiàn)了許多 C 語(yǔ)言版本。由于沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) ,使得這些 C 語(yǔ)言之間出現(xiàn)了一些不一致的地方。為了改變這種情況 ,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所 (ANSI)為 C 語(yǔ)言制定了一套 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) , 成為現(xiàn)行的 C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn) 語(yǔ)言的主要特點(diǎn) 。 C 語(yǔ)言發(fā)展迅速 , 而且成為最受歡迎的語(yǔ)言之一 , 主要因?yàn)樗哂袕?qiáng)大的功能。許多著名的系統(tǒng)軟件 , 如 DBASE Ⅲ PLUS、DBASE Ⅳ 都是由 C 語(yǔ)言編寫的。用 C 語(yǔ)言加上一些匯編語(yǔ)言子 程序 , 就更能顯示 C 語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)了 ,象 PC DOS 、 WORDSTAR 等就是用這種方法編寫的。 C 語(yǔ)言的特點(diǎn) 1. 簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便 C 語(yǔ)言一共只有 32個(gè)關(guān)鍵字 ,9種控制語(yǔ)句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示。它把高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)用性結(jié)合起來(lái)。 C 語(yǔ)言可以象匯編語(yǔ)言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作 , 而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。 2. 運(yùn)算符豐富 C 的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有種 34個(gè)運(yùn)算符。 C 語(yǔ)言把括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理。 從而使 C 的運(yùn)算類型極其豐富表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其它高級(jí)語(yǔ)言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富 C 的數(shù)據(jù)類型有：整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型的運(yùn)算。并引入了指針概念 ,使程序效率更高。另外 C 語(yǔ)言具有強(qiáng)大的圖形功能 , 支持多種顯示器和驅(qū)動(dòng)器。且計(jì)算功能、邏輯判斷功能強(qiáng)大。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 10 4. C 是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言 結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化 ,即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方 式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。 C 語(yǔ)言是以函數(shù)形式提供給用戶的 ,這些函數(shù)可方便的調(diào)用 ,并具有多種循環(huán)、條件語(yǔ)句控制程序流向 ,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 5. C 語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格、程序設(shè)計(jì)自由度大 一般的高級(jí)語(yǔ)言語(yǔ)法檢查比較嚴(yán)，能夠檢查出幾乎所有的語(yǔ)法錯(cuò)誤。而 C語(yǔ)言允許程序編寫者有較大的自由度。 6. C 語(yǔ)言允許直接訪問(wèn)物理地址，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作 因此既具有高級(jí)語(yǔ)言的功能，又具有低級(jí)語(yǔ)言的許多功能，能夠象匯編語(yǔ)言一樣對(duì)位、字節(jié)和地