【正文】 8系列單片機后，于1980年又推出了8位高檔的MCS 51系列單片機。它包含很多種這類型的單片機，如8051，8031，8751，80C51BH，80C31BH等，它們的基本組成，基本性能和指令系統(tǒng)都是一樣的。一般情況習慣用8051來代表51系列單片機。一個單片機的系統(tǒng)是由以下幾部分組成：（1）一個8位CPU微處理器。（2）靜態(tài)隨機存取存儲器，能夠儲存程序運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。（3）程序存儲器ROM / EPROM中（4KB/8KB），用來保存程序和一些初始數(shù)據(jù)。但是在一些單片機中不使用ROM / EPROM中，如8031，8032，80c系列等。（4）4個8排的I / O并行接口P0 ~P3，每個口可以用作輸入，也可以用作輸出。（5）2個定時器/計數(shù)器，每個定時器/計數(shù)器可設(shè)置計數(shù)用來計數(shù)外部事件，可以設(shè)置成常用的定時方式，并可以根據(jù)計算或結(jié)果控制單片機的運行。（6）五個中斷源控制系統(tǒng)。（7）1個雙向串行I / O口的UART（通用異步接收器/發(fā)送器UART），用于實現(xiàn)單片機的串行通信。（8）振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，需要外部電源的石英晶體微調(diào)電路，允許接在12v的振蕩頻率上。上述部分通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線連接。其中，CPU是單片機的核心，它是單片機的控制和指揮中心，ALU算數(shù)邏輯運算單元可進行算術(shù)運算和邏輯運算，由1個8暫時存儲器，和2個8位的累加器組成。Acc累加器是ALU運算結(jié)果的存放單元，一般數(shù)據(jù)通過它來傳送。此外，Acc往往被視為對8051內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸中轉(zhuǎn)站。和通常的微處理器一樣，它是最繁忙的寄存器。有記憶功能并執(zhí)行命令。該控制器包括程序計數(shù)器，可讀寫的存儲器，振蕩器和定時電路等。該程序計數(shù)器是有兩對8或16位計數(shù)器，它是一個字節(jié)地址計數(shù)器，在個人電腦運行程序時，執(zhí)行下一個單元的內(nèi)容，程序執(zhí)行時可以改變它的內(nèi)容從而改變運行的結(jié)果。在8051芯片震蕩電路中，需要外接石英晶體和微調(diào)電容，—12MHz。該脈沖信號，即為8051的工作周期，是最小的時間單位。8051和其他單片機一樣，都有相同的控制和功能，就像樂隊也有打擊樂器一樣。在8051中有ROM（程序存儲器，只能讀?。蚏AM（數(shù)據(jù)存儲器，可以讀和寫），他們有各自獨立的內(nèi)存地址空間，也有相同的處理方式。8051和8751的程序存儲器的存儲容量為4KB，地址從0000H開始，在使用過程中其中的數(shù)據(jù)不變。8058758031數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)存為128B，默認地址是00FH，用于保存中間數(shù)據(jù)和緩存。在這128B的內(nèi)存中，有32 bytes，被稱作工作寄存器，和常用的微處理器不同的是，8051的RAM是按功能來劃分模塊的。MCS 51系列單片機和一般電腦的處理方式不同。一般電腦會自動分配地址空間，ROM和RAM的計算機可以安排在不同的空間內(nèi)，地址范圍會根據(jù)ROM和RAM的位置分配不同地址空間。在訪問的內(nèi)存，不管是ROM和RAM，只有一個地址對應(yīng)一個內(nèi)存單元，都要按這個順序訪問。這種內(nèi)存結(jié)構(gòu)是所謂的普林斯頓結(jié)構(gòu)。 8051的存儲器按物理結(jié)構(gòu)劃分可分為程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲空間，共有四個內(nèi)存空間，按結(jié)構(gòu)位置的不同分為內(nèi)部程序存儲空間、外部程序存儲空間、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲空間和外部數(shù)據(jù)存儲空間。但從用戶的使用角度看，8051存儲器地址空間被分成三類：（1）片內(nèi)，安排FFFFH的塊，片外的（使用16個地址）串口0000H地址。（2）外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間為64KB，地址是從0000H到 FFFFH（含16個地址）的位置排列也。（3）256B的數(shù)據(jù)存儲器（使用8個地址）的地址空間。上述三個重疊的內(nèi)存空間地址，用8051指令系統(tǒng)的傳輸不同的數(shù)據(jù)和使用的功能區(qū)分。CPU的訪問內(nèi)存時，訪問ROM使用MOVC語句，訪問RAM塊順序使用片外操作的MOVX語句，訪問內(nèi)存片段使用MOV語句。8051單片機有4個8并行的I / O端口，分別為P0，P1，P2和P3。每個端口是8位精確的雙向口，共占了32針。每一個I / O線可作為獨立的入口和出口。每個端口包括一個鎖存器（即特殊功能寄存器），一個出口驅(qū)動器和引進緩沖器。使數(shù)據(jù)能夠鎖存輸出，數(shù)據(jù)可以及時緩沖，其余四個具有相同的功能。接外部存儲擴大它們的內(nèi)存時，這四個口就可作為雙向口常用的I / O口，這是，P2口看到高8位地址，P0口是一個公共兩用口，傳送輸出低8的地址和數(shù)據(jù)。P3口的輸出級別小于P1，可以在里面繪制負載電阻，每一個都能驅(qū)動4個LS型TTL負載輸出。作為輸入口時，所有TTL或NMOS電路都可以驅(qū)動一個正常的方式8051 P3口作為單片機的P1口?？梢岳酶淖冸娮璧妮敵龃笮。苯拥爻洚斦鹗庨_路，不需要添加外部電阻。其中每個口都是標準的雙向口。當在當做輸入口時，必須把相應(yīng)的端口置1來鎖閉輸出。比如8051單片機，所有端口提供的輸出電流只能幾毫安，用作輸出口時接一個普通的晶體管，要穩(wěn)定使用，還要接一定電阻。其主要功能是把初始地址設(shè)為0000H，使單片機從0000H的地址開始運行程序。除了正常進入系統(tǒng)的初始化，由于操作失誤或操作過程錯誤，也要能夠解決錯誤，重新運行。在8051中RST引腳是一個輸入復(fù)位鍵，復(fù)位鍵高電平信號有效，要保證24倍以上的時鐘周期（即2個機器周期）。如果收到高頻的6v輸入信號，單片機就會復(fù)位。初始化時，需要兩部分外部電路。外部電路采用施密特觸發(fā)方式觸發(fā)了復(fù)位鍵（RST），形成了復(fù)位信號輸出電路，并把信號傳送到每個引腳，按順序到了復(fù)位引腳，就會迅速響應(yīng)信號指令。復(fù)位功能的可靠性，適合6v電壓的電容震蕩電路，復(fù)位信號的周期可以大于兩個機器周期。雖然復(fù)位電路的結(jié)構(gòu)很簡單，但它的功能是非常重要的。一個單片機系統(tǒng)能否正常運行，應(yīng)先檢查它有沒有正確的復(fù)位電路。檢查和檢測其發(fā)出信號，用示波器顯示時，結(jié)合復(fù)位電路很重要，觀察波形時，輸出口（瞬時）的波動范圍是很大的，也可以通過復(fù)位電路對實驗進行有必要的改變。