【文章內(nèi)容簡介】 ,通常采用只讀存儲器（ROM）。采用只讀存儲器作為程序存儲器，不僅提高了可靠性，而且由于只讀存儲器的集成度較高、價格較低，降低了成本。CPUROM中斷系統(tǒng)串行I/O口并行I/O口定時器RAM 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖d. 數(shù)據(jù)存儲器單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲量一般為64B~256B，通常采用靜態(tài)隨即存儲器（RAM），還有少數(shù)單片機內(nèi)采用EEPROM作為數(shù)據(jù)存儲器。數(shù)據(jù)存儲器可分為工作寄存器、堆棧，位標志和數(shù)據(jù)緩沖器使用。e. I/O接口及特殊功能部件單片機內(nèi)部有數(shù)量不等的并行接口，可以作為外界無輸入/輸出設(shè)備，通常也包含1~2個串行口，用于實現(xiàn)異步串行通信。特殊功能部件通常包括定時/計數(shù)器，其他例如A/D、PWM、DMA等根據(jù)不同類型的單片機，其配置不同。（3）單片機應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)單片機應(yīng)用場合及系統(tǒng)控制的要求不同，在規(guī)模、結(jié)構(gòu)上存在很大不同，根據(jù)使用功能器件的種類和數(shù)量，可分為基本系統(tǒng)和擴展系統(tǒng)。 1）基本系統(tǒng)在此系統(tǒng)中，包含一個單片機，在該單片機中含有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，僅在外部配置了維持系統(tǒng)運行的基本部件，例如電源、輸入/輸出，除了這些，還包括不擴充程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、I/O接口以及其他功能部件，因此也被稱為最小系統(tǒng)。復(fù)位電路電源電路單片機時鐘電路輸入/輸出 單片機最小系統(tǒng)示意圖2）擴展系統(tǒng)在大多數(shù)系統(tǒng)中，由于需要實現(xiàn)一些特殊的功能，采用最小系統(tǒng)無法滿足系統(tǒng)的控制要求，所以要擴展特殊功能部件，彌補單片機內(nèi)部資源的不足。單片機擴展系統(tǒng)通過并行I/O口或者串行口做總線，在外部擴展了程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、A/D轉(zhuǎn)換等特殊部件，以滿足控制系統(tǒng)的特殊要求。（4）單片機的發(fā)展趨勢隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機的工藝和集成度不斷提高，其功能正朝著多功能、高性能的方向發(fā)展，主要體現(xiàn)在一下幾方面。1）各種等級的單片機性能提高EPROM程序存儲器RAM數(shù)據(jù)存儲器A/DD/A并行接口串行接口復(fù)位電路時鐘電路輸入/輸出電源電路單片機 單片機擴展系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)示意圖隨著工藝技術(shù)和集成度技術(shù)的發(fā)展，許多低端單片機的性能有了較大的提高，甚至可以完成部分高端單片機才能實現(xiàn)的功能，其運算速度、功能和可靠性等方面也得到了快速的發(fā)展。a. CPU功能增強CPU的性能主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理的速度和精度上，通過增加CPU的字長、擴充硬件、提高總線速度和處理效率等手段，提高CPU的性能。b. 內(nèi)部資源增加單片機除了CPU外還有其他部件，通過增強已有部件的性能和增加特殊功能的部件來提高單片機的性能。例如增大存儲器的容量，現(xiàn)在一些高端單片機的程序存儲器的ROM、EPROM、EEPROM或者FLASH都達到及時KB，而數(shù)據(jù)存儲器的RAM也已達到及時KB。一般的控制系統(tǒng)要求的功能較多，采用較低端的單片機，由于其內(nèi)部資源不夠，無法實現(xiàn)控制要求，因此需要擴展部件，而擴展部件又會造成系統(tǒng)可靠性降低，所以要在工藝水平提高的基礎(chǔ)上，盡量集成較多的部件在單片機的內(nèi)。單片機的特殊部件包括I/O口（并行口和串行口兩種）、定時/計數(shù)器、AD/DA轉(zhuǎn)換器、PWM輸出等，通過在內(nèi)部集成此類部件，可大大增強單片機的控制功能。c. 尋址范圍增加尋址方式的多少直接反應(yīng)了機器指令系統(tǒng)功能的強弱，尋址方式越多，其功能越強，靈活性越大，這也是衡量單片機性能的重要指標之一。現(xiàn)在已有部分單片機對外部存儲器、I/O口尋址范圍增加到幾MB，甚至有單片機可以選擇某些I/O口作為系統(tǒng)的擴展總線使用。2）小型化、低功耗在一些智能控制系統(tǒng)中，其整體系統(tǒng)體積較小，功率不大，因此要求單片機的體積和功耗都要在一定范圍內(nèi)，促使單片機向小型化、低功耗的方向發(fā)展。例如，1992年美國推出的i80860超級單片機，可進行32位整數(shù)運算、64位浮點運算，同時片內(nèi)集成了一個三維圖形處理器，可構(gòu)成超級圖形工作站。 管腳說明 MCS51引腳圖MCS51單片機是采用40引腳雙列直插封裝的芯片，有些引腳具有兩種功能。引腳功能如下：Vcc ：電源+5V。VSS：接地。XTAL1和XTAL2：使用內(nèi)部振蕩電路時，用來接石英晶體和電容；使用內(nèi)部時鐘時，用來輸入時鐘脈沖。P0口：雙向I/O口，既可以作地址∕數(shù)據(jù)總線口，也可作普通I/O口用。P1口：準雙向通用I/O口。P2口：準雙向口，地址總線口輸出地址高8位口。P3口：多功能端口，既可以作普通I/O口用，也可以按每位定義的第二功能操作。ALE/PROG：地址鎖存信號輸出端。在訪問片外存儲器時，ALE為高電平有效時，P0口輸出地址低8位，用ALE信號做外部地址鎖存器的鎖存信號。?ALE =?OSC /6,可以做系統(tǒng)中跟其他芯片的時鐘源。第二功能PROG是對8751的EPROM編程脈沖輸入端。RST/VPD：復(fù)位信號輸入端。接通電源后，在該引腳施加大于兩個機器周期（24個振蕩周期）的高電平，就可使單片機完成內(nèi)部的復(fù)位工作。第二功能是Vpd ，即備用電源輸入端。當主電源Vcc 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時，Vpd 將為RAM提供備用電源，以保證存貯在RAM中的信號不丟失。/EA/VPP ：/EA=1時程序先片內(nèi)后片外自動連續(xù)運行；例如：89C52內(nèi)部有8K字的EEPROM就可使/EA=1，先從內(nèi)程序存儲區(qū)開始執(zhí)行程序，當PC值超過內(nèi)部8K字節(jié)（00001FFF），才會轉(zhuǎn)到從2000H開始的外程序區(qū)執(zhí)行程序，當/EA=0時程序直接從片外開始執(zhí)行程序。在對8751的EPROM編程時。/PSEN：片外程序存儲器選通信號，低電平有效。 時鐘脈沖電路MCS51的時鐘可以有兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的震蕩電路；另外一種為外部方式。本文根據(jù)實際需要和簡便，采用內(nèi)部震蕩方式。MCS=51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成震蕩器的高增益反響放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外警惕或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。MCS51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外接元件，所以實際構(gòu)成的是振蕩時鐘電路。外接晶體以及電容Cl和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中。對接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶體頻率可在1．2MHz12MHz之間任選，電容Cl和C2的典型值在20pF100pF之間選擇，考慮到本系統(tǒng)對于外接晶體的頻率穩(wěn)定性要求不高，所以采取比較廉價的陶瓷諧振器。由于本系統(tǒng)應(yīng)用的機器周期為lms，所以晶振選擇為12MHz，根據(jù)調(diào)試電容選擇30pF． 復(fù)位電路MCS51的復(fù)位輸入引腳RST為MCS51提供了初始化的手段。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從0000H地址單元開始執(zhí)行程序。在MCS51的時鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)10ms以上的高電平時，單片機內(nèi)部則出示復(fù)位。只要RST保持高電平，則MCS51循環(huán)復(fù)位。只有當RST由高電平變低電平以后，MCS5l才從0000H地址開始執(zhí)行程序。MCS51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位引腳通過施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連。施密特