【正文】 256個(gè)單元共有 256個(gè)地址，用兩位 16進(jìn)制數(shù)表示，即存儲(chǔ)器的地址（ 00H～ FFH）。 8051 CPU 指定的 地址，從 ROM相應(yīng)單元中取出指令字節(jié)放在指令寄存器中寄存，然后，指令寄存器中的指令代碼被譯碼器譯成各種形式的控制信號(hào)，這些信號(hào)與單片機(jī)時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖在定時(shí)與控制電路中相結(jié)合，形成按一定時(shí)間節(jié)拍變化的電平和時(shí)鐘，即所謂控制信息，在 CPU內(nèi)部協(xié)調(diào)寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)算等操作。當(dāng)單片機(jī)開始執(zhí)行程序時(shí)，給 PC裝入第一條指令所在地址，它每取出一條指令（如為多字節(jié)指令，則每取出一個(gè)指令字節(jié)）， PC 的內(nèi)容就自動(dòng)加 1，以指向下一條指令的地址，使指令能順序執(zhí)行。單片機(jī)動(dòng)作時(shí)應(yīng)按順序一條條取出指令來加以執(zhí)行。這里程 序計(jì)數(shù)器 PC是由 16位寄存器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器。其功能在介紹位指令時(shí)再說明。 PSW的其它位，將在以后再介紹。 4. 奇偶標(biāo)志 P。 3. 溢出標(biāo)志位 OV。 2. 2. 輔助進(jìn)位標(biāo)志 AC。它表示了運(yùn)算是否有進(jìn)位（或借位）。 PSW CY AC FO RS1 RS0 OV— P對(duì)用戶來講，最關(guān)心的是以下四點(diǎn)。標(biāo)志寄存器 PSW也是一個(gè)八位寄存器 ，用來存放運(yùn)算結(jié)果的一些特征，如有無進(jìn)位、借位等。在進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算時(shí)，累加器 ACC 往往在運(yùn)算前暫存一個(gè)操作數(shù)（如被加數(shù)），而運(yùn)算后又保存其結(jié)果（如代數(shù)和）。運(yùn)算器以完成二進(jìn)制的算術(shù) /邏輯運(yùn)算部件 ALU為核心，再加上暫存器 TMP、累加器 ACC、寄存器 B、程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器 PSW及布爾處理器。而在作為掌 上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的 Windows和 Linux操作系統(tǒng)。目前，高端的 32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至 1美元，最高端的型號(hào)也只有 10美元。隨著 INTEL i960系列特別是后來的 ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代 16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。此后在 8031上發(fā)展出了 MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。 早期的單片機(jī)都是 8位或 4位的。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量 外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 單片機(jī)也被稱為微控制器（ Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。單片機(jī) 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件： CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來。 INTEL的 Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。其中最成功的是 INTEL的 8031，因?yàn)楹唵慰煽慷阅懿诲e(cuò)獲得了很大的好評(píng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。 90 年代 后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。而傳統(tǒng)的 8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80年代提高了數(shù)百倍。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。 8051 單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、寄存器等組成。累加器 ACC是一個(gè)八位寄存器，它是 CPU中工作最頻繁的寄存器。寄存器 B主要用于乘法和除法操作。其每位的具體含意如下所示。 1. 進(jìn)位標(biāo)志 CY（ PSW7）。如果操作結(jié)果在最高位有進(jìn)位（加法）或者借位（減法），則該位為 1，否則為 0。又稱半進(jìn)位標(biāo)志，它反映了兩個(gè)八位數(shù)運(yùn)算低四位是否有半進(jìn)位，即低四位相加（或減）有否進(jìn)位（或借位），如有則 AC為 1狀態(tài)，否則為 0。 MCS— 1反映帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié) 果是否有溢出，有溢出時(shí)，此位為 1，否則為 0。反映累加器 ACC內(nèi)容的奇偶性，如果 ACC中的運(yùn)算結(jié)果有偶數(shù)個(gè) 1（如11001100B，其中有 4個(gè) 1），則 P為 0，否則， P=1。由于PSW 存放程序執(zhí)行中的狀態(tài)，故又叫程序狀態(tài)字，運(yùn)算器中還有一個(gè)按位（ bit）進(jìn)行邏輯運(yùn)算的邏輯處理機(jī)（又稱布爾處理機(jī)）。關(guān)于控制器，控制器是 CPU 的神經(jīng)中樞，它包括定時(shí)控制邏輯電路、指令寄存器、譯碼器、地址指針 DPTR 及程序計(jì)數(shù)器 PC、堆棧指針 SP等。要單片機(jī)執(zhí)行一個(gè)程序，就必須把該程序按順序預(yù)先裝入存儲(chǔ)器 ROM的某個(gè)區(qū)域。因此，必須有一個(gè)電路能找出指令所在的單元地址，該電路就是程序計(jì)數(shù)器 PC。只有當(dāng)程序遇到轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用指令，或遇到中斷時(shí)， PC 才轉(zhuǎn)到所需要的地方去。 再來介紹一下存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器是單片機(jī)的又一個(gè)重要組成部分，有一種存儲(chǔ)容量為 256個(gè)單元的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器中每 個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)八位二進(jìn)制信息，通常用兩位 16 進(jìn)制數(shù)來表示，這就是存儲(chǔ)器的內(nèi)容。單片機(jī)還包括程序存儲(chǔ)器。如前述用助記符編寫的命令 MOV A， 20H，換成機(jī)器認(rèn)識(shí)的代碼 74H、 20H：（寫成二進(jìn)制就是 01110100B 和00100000B）。程序存 儲(chǔ)器可以放在片內(nèi)或片外，亦可片內(nèi)片外同時(shí)設(shè)置。 8051 內(nèi)部有 4k字節(jié)的 ROM，就占用了由 0000H～ 0FFFH的最低 4k個(gè)字節(jié)，這時(shí)片外擴(kuò)充的程序存儲(chǔ)器地址編號(hào)應(yīng)由 1000H開始，如果將 8051當(dāng)做 8031使用，不想利用片內(nèi) 4kROM，全用片外存儲(chǔ)器，則地址編號(hào)仍可由 0000H開始。當(dāng) EA 為高電平時(shí)，用戶在 0000H 至 0FFFH范圍內(nèi)使用內(nèi)部 ROM，大于 0FFFH后，單片機(jī) CPU自動(dòng)訪問外部程序存儲(chǔ)器。其最大容量可擴(kuò)展到 64k，用于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)輸入的數(shù)據(jù)。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)首先充分利用內(nèi)部存儲(chǔ)器，從使用角度講，搞清內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和地址分配是十分重要的。 8051 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址由 00H至 FFH共有 256個(gè)字節(jié)的地址空間，該空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM的地址為 00H～ 7FH（即 0～ 127）。在此 256個(gè)字節(jié)中，還開辟有一個(gè)所謂 “ 位地址 ” 區(qū)，該區(qū)域內(nèi)不但可按字節(jié)尋址，還可按 “ 位（ bit） ” 尋址。從 00H到 1FH 安排了四組工作寄存器，每組占用 8 個(gè) RAM 字節(jié)，記為 R0～ R7。在這兩位上放入不同的二進(jìn)制數(shù)，即可選用不同的寄存器組。在 MCS－ 51 中，除程序 計(jì)數(shù)器 PC 和四個(gè)工作寄存器區(qū)外，其余 21 個(gè)特殊功能寄存器都在這 SFR 塊中。各特殊功能寄存器的符號(hào)和地址。特殊功能寄存器反映了 8051的狀態(tài)，實(shí)際上是 8051的狀態(tài)字及控制字寄存器。這些特殊功能寄存器大體上分為兩類，一類與芯片的引腳有關(guān)，另一類作片內(nèi)功能的控制用。 MCS－ 51共有 P0～ P3四個(gè)這樣的并行口，可提供 32根 I/O線，每根線都是雙向的，并且大都有第二功能。 下面再來談?wù)撊绾巫寙纹瑱C(jī)如何正常工作。程序是由指令組成的，指令的基本組成是操作碼和操作數(shù)。各個(gè)系列的單片機(jī)雖然有不同的指令系統(tǒng)，但也有其共同性。 MCS－ 51單片機(jī)應(yīng)用廣泛、派生品種多、具有代表性 。例子 1， MOV A， 20H：這條指令表示把 20H這個(gè)數(shù)送入累加器 A 中（一個(gè)特殊功能寄存器）。這里 MOV、 ADD等稱為操作碼，而 A、 20H、 70H等均稱為操作數(shù)。如 MOV就是英文單詞 MOVE的縮寫，含有搬移的意思；而 ADD 即為英文單詞，其意為相加。操作數(shù)有多種表示法，如以上的 20H 稱為立即數(shù)，即 20H就是真正的操作數(shù)。由上可知，要找到實(shí)際操作數(shù)，有時(shí)就要轉(zhuǎn)個(gè)彎，甚至轉(zhuǎn)幾個(gè)彎，這個(gè)過程稱為尋址 4：操作數(shù)放在 RAM某個(gè)單元中，該單元的地址又放在寄存器 R0或 R1中。如 MOV A， R0。可能有人會(huì)問，在指令中直接給出實(shí)際操作數(shù)，不是簡單明了嗎？為什么還要用其它幾種尋址方式呢 ？這是因?yàn)樵诰幹瞥绦驎r(shí)很難一下子就給出操作數(shù)。又如要進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，要計(jì)算每班學(xué)員各科成績的平均值，如果把每個(gè)學(xué)員的各科都編一個(gè)程序，在程序中直接給出該學(xué)員各科成績，再求平均值，顯然太麻煩。前面介紹 51 系列單片機(jī)的尋址方式時(shí)，常遇到單片機(jī)內(nèi)部的一些寄存器、累加器 A、通用寄存器 R0～ R數(shù)據(jù)指針 DPTR和存貯器等。因此，編制程序就需熟悉單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。除 128字節(jié) RAM、 4k字節(jié) ROM和中斷、串行口及定時(shí)器模塊外，還有 4 組 I/O 口 P0～ P3，余下的就是 CPU 的全部組成。單片機(jī)各部分是通過內(nèi)部的總線有機(jī)地連接起來的。 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash :Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 ： VCC：供電電壓， GND： 接地， P0 口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第 8位地址接收。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高 8位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口 ： RXD（串行輸入口） 、 TXD（串行輸出口） 、 /INT0（外部中斷 0） 、 /INT1（外部中斷 1） 、 T0（記時(shí)器 0外部輸入） 、 T1（記時(shí)器 1外部輸入 ） 、 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） 、 /RXD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 將跳過一個(gè) ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000H～ FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2應(yīng)不接。 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 About Singlechip Refers to an integrated singlechip at a chip on the integrity of puter systems. Even though most of his features at a small chip on, but it has a plete puter most of the necessary ponents: CPU, memory, internal and external bus system, most will have the Core. At the same time, such as integrated munication interfaces, timers, realtime clock and other peripheral equipment. And now the most powerful singlechip microputer system can even voice, image, work, plex input and output of system integration on a single chip. Also known as singlechip microcontroller, because it is the first to be used in the field of industrial control. Singlechip by chip dedicated processor CPU only evolved. The first design concept through to a large number of peripherals and CPU in a single chip, the puter system