51单片机工作原理.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

51单片机工作原理

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

51单片机工作原理

摘要：本文详细介绍了51单片机的工作原理，包括其内部结构、工作模式、指令系统以及编程方法。首先，阐述了51单片机的硬件组成和基本特性，接着深入分析了其内部结构和工作模式，如定时器、中断系统等。然后，介绍了51单片机的指令系统，包括数据传输指令、逻辑运算指令、算术运算指令等。最后，探讨了51单片机的编程方法，包括汇编语言和C语言编程。本文旨在为读者提供全面、系统的51单片机知识，为后续学习和应用打下坚实基础。

前言：随着科技的不断发展，单片机作为一种重要的嵌入式系统，被广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备等领域。51单片机作为我国自主研发的单片机，具有成本低、性能稳定、易于开发等优点，在我国单片机市场占有重要地位。然而，对于初学者来说，51单片机的工作原理和编程方法仍存在一定的难度。本文旨在通过对51单片机工作原理的深入剖析，帮助读者更好地理解和掌握51单片机的编程技术。

第一章51单片机概述

1.151单片机的起源与发展

51单片机的起源可以追溯到20世纪70年代末，当时随着微电子技术的飞速发展，单片机作为一种集计算机功能于一体的微型处理器，开始受到广泛关注。1976年，Intel公司推出了世界上第一款微处理器4004，这标志着微处理器时代的到来。随后，Intel又于1978年推出了8048单片机，它拥有8位的CPU、4K字节的ROM和128字节的RAM，为单片机的发展奠定了基础。与此同时，其他公司也纷纷加入单片机的研究与生产，如Motorola的6800和Zilog的Z80等，这些单片机在市场上取得了良好的反响。

进入20世纪80年代，随着我国经济的快速发展，对电子产品的需求日益增长，单片机市场也迎来了快速发展期。1981年，我国自主研发的DJS-05单片机问世，标志着我国单片机产业的起步。随后，中国科学院计算技术研究所成功研发出8051单片机，这是我国第一款具有自主知识产权的单片机，其性能在当时处于国际先进水平。8051单片机以其高性能、低功耗、易于开发等特点，迅速在市场上占据了重要地位，成为了我国单片机产业的主流产品。

随着技术的不断进步，51单片机在原有基础上进行了多轮升级和改进。1983年，华大半导体推出了80C51单片机，它增加了可编程外围设备、改进了指令集，使得单片机的性能得到了进一步提升。此后，多家厂商纷纷推出基于80C51内核的单片机产品，如STC公司的STC89系列、Atmel公司的AT89系列等。这些产品在保持了8051单片机优点的同时，也增加了更多的功能和更高的可靠性，进一步推动了单片机在各个领域的应用。

以8051单片机为例，其在我国的普及程度非常高，广泛应用于工业控制、消费电子、通信设备、医疗设备等多个领域。例如，在工业控制领域，8051单片机被广泛应用于PLC（可编程逻辑控制器）中，用于实现各种自动化控制任务。在消费电子领域，8051单片机被应用于家电产品中，如洗衣机、空调等，以实现智能化控制。在通信设备领域，8051单片机被应用于路由器、交换机等设备中，用于实现数据传输和控制功能。此外，在医疗设备领域，8051单片机也被广泛应用于各种医疗器械中，如血压计、心电图仪等。这些案例充分证明了51单片机在各个领域的广泛应用及其在我国电子产业中的重要地位。

1.251单片机的特点与应用

(1)51单片机以其低廉的成本、高效的性能和丰富的资源库，在嵌入式系统领域具有极高的性价比。它集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、并行I/O口、串行通信接口等多种功能，使得开发人员可以轻松地构建各种嵌入式应用系统。

(2)51单片机支持多种编程语言，包括汇编语言和C语言，为开发者提供了丰富的编程选择。汇编语言编程直接控制硬件，具有更高的执行效率；而C语言编程则更加接近高级语言，提高了开发效率，降低了编程难度。

(3)51单片机在各个领域都有广泛的应用，如工业控制、智能家居、汽车电子、医疗设备等。在工业控制领域，51单片机可以用于实现各种自动化控制任务，如电机控制、温度控制等；在智能家居领域，51单片机可以用于智能门锁、灯光控制等；在汽车电子领域，51单片机可以用于发动机控制、安全系统等；在医疗设备领域，51单片机可以用于心率监测、血压测量等。这些应用展示了51单片机的强大功能和广泛适用性。

1.351单片机的硬件组成

(1)51单片机的硬件组成主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口、定时器/计数器、串行通信接口、中断系统以及其他辅助电路。中央处理单元是单片机的核心，负责执