51单片机基础入门.pdf

单片机基础  一、 单片机基础知识  1.1 51 系列单片机简介：  51 系列单片机是单片机领域中的一类，也是影响最为深远，使用最为广泛的单片机系 列。51 单片机是指 Intel 的 MCS‐51 系列及和其具有兼容内核的单片机。51 系列单片机最早 由 Intel 公司发展起来，随后将 51 内核授权给其他各个厂商。因此，现在 MCS‐51 兼容的单 片机种类繁多，如：Atmel 公司的 AT889C 系列、AT89S 系列、Silicon Laboratories 的 C8051F 系列以及 STC 的单片机等。这些系列的单片机都有着十分接近的指令系统和硬件结构，在开 发起来很方便移植。  1.2 STC 系列单片机：  STC89C51RC系列单片机是STC推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代 码完全兼容传统的8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择，HD版本 和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。特征：  1） 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可任意选择，指令代码完 全兼容传统8051  2）工作电压：5.5V ‐ 3.3V (5V单片机) / 3.8V ‐ 2.0V (3V单片机)  3） 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的 0～80MHz，实际工作频率可达48MHz.  4）用户应用程序空间：4K / 8K / 13K / 16K / 32K / 64K字节  5）片上集成1280字节或512字节RAM  6）通用I/O口(35/39个)，复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O 口)；P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上 拉电阻。  7）ISP （在系统可编程）/ IAP （在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器  可通过串口（RxD/P3.0, TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片  8）有EEPROM功能  9）看门狗  10）内部集成MAX810专用复位电路(HD版本和90C版本才有)，外部晶体20M以下时，可 省外部复位电路。  11) 共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。  12) 外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平 触发中断方式唤醒。  13) 通用异步串行口(UART)，还可用定时器软件实现多个UART  14) 工作温度范围：‐40 ~ +85℃(工业级) / 0 ~ 75℃(商业级)  15) 封装：LQFP‐44,PDIP‐40,PLCC‐44,PQFP‐44.    备注：关于 12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周期的说明： 在单片机中有几个周期，时钟周期、机器周期、指令周期：  ①时钟周期：时钟周期 T 又称为振荡周期，由单片机片内振荡电路 OSC 产生，常定义为时钟脉冲频率 的导数，是时序中最小的时间单位。如某单片机时钟频率为 1MHz，那么它的时钟周期T 即为 1us。  ②机器周期：机器周期定义为实现特定功能所需的时间，通常由若干时钟周期 T 构成。因此，微型计 算机的机器周期常常按其功能来命名，且不同机器周期所包含的时钟周期的个数也不相同。STC 单片机的 一个机器周期为 12个时钟周期（或6个时钟周期）。即，若单片机时钟频率为 12MHz，那么时钟周期为 1/12us， 而机器周期可以为 1us （或者0.5us）。  ③指令周期：指令周期是时序中的最大时间单位，定义是执行一条指令所需的时间。由于机器执行不 同指令所需的时间不同，因此不同指令所包含的机器周期也不相同。通常，包含一个机器周期的指令称为 单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令，等等。在 51 单片机中有单周期、双周期和四周期 指令。四周期指令只有乘法和除法两种，其余均为单周期和双周期指令。  1.3 51 单片机的一些基础知识  1. 存储器结构： MCS‐51 的存储器不仅有 ROM 和 RAM 之分，而且有片内和片外之分。  存储器地址分配：有三个地址空间：  1）ROM 存储器地址空间（包括片内 RO