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8051 [2018/09/11 16:20]
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8051 [2018/09/11 17:18] (当前版本)
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 +=====8051=====
 8051是一种8位元的单芯片微控制器,属于MCS-51单芯片的一种,由英特尔(Intel)公司于1981年制造。Intel公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司,所以有很多公司在做以8051为核心的单片机,如Atmel、飞利浦、深联华等公司,相继开发了功能更多、更强大的兼容产品。 8051是一种8位元的单芯片微控制器,属于MCS-51单芯片的一种,由英特尔(Intel)公司于1981年制造。Intel公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司,所以有很多公司在做以8051为核心的单片机,如Atmel、飞利浦、深联华等公司,相继开发了功能更多、更强大的兼容产品。
  
 8051单芯片是同步式的顺序逻辑系统,整个系统的工作完全是依赖系统内部的时钟信号,用以来产生各种动作周期及同步信号。在8051单片机中已内建时钟产生器,在使用时只需接上石英晶体谐振器(或其它振荡子)及电容,就可以让系统产生正确的时钟信号。 8051单芯片是同步式的顺序逻辑系统,整个系统的工作完全是依赖系统内部的时钟信号,用以来产生各种动作周期及同步信号。在8051单片机中已内建时钟产生器,在使用时只需接上石英晶体谐振器(或其它振荡子)及电容,就可以让系统产生正确的时钟信号。
-===== 8051的结构介绍 ​=====+=====技术发展===== 
 +  * Intel公司于1980年推出的MCS-51奠定了嵌入式应用的单片微型计算机的经典体系结构,但不久就放弃了进一步发展计划,并实施了8051的技术开放政策。在8051实现开放后,​PHILIPS公司作为全球著名的电器商以其在电子应用系统的优势,着力发展80C51的控制功能及外围单元。将MCS-51的单片微型计算机迅速地推进到80C51的MCU时代,形成了可满足大量嵌入式应用的单片机系列产品。实现第一次飞跃。 \\ 
 +  * Flash ROM促使8051第2次飞跃,​ 当前,嵌入式系统普遍采用Flash ROM技术。Flash ROM的使用加速了单片机技术的发展。基于Flash ROM的ISP/​IAP技术,极大地改变了单片机应用系统的结构模式以及开发和运行条件;而在单片机中最早实现Flash ROM技术的是ATMEL公司的AT89Cxx系列。 
 +  * 内核化SoC的加速8051第3次飞跃,​ MCS-51典型的体系结构以及极好的兼容性,对于MCU不断扩展的外围来说,形成了一个良好的嵌入式处理器内核的结构模式。当前嵌入式系统应用进入SoC模式,从各个角度,以不同方式向SoC进军,形成了嵌入式系统应用热潮。在这个技术潮流中,8051又扮演了嵌入式系统内核的重要角色。在MCU向SoC过渡的数、模混合集成的过程中,ADI公司推出了ADμC8xx系列,而公司则实现了向SoC的C8051F过渡;在PLD向SoC发展过程中,Triscend公司在可配置系统芯片CSoC的E5系列中便以8052作为处理器内核。 
 +===== 8051的结构组成 ​=====
 ====总体结构==== ====总体结构====
   * 8位CPU   * 8位CPU
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 8051的程序计数器PC是16位的计数器,所以能寻址64KB的程序存储器地址范围,允许用户程序调用或转向64KB的任意存储单元。只读的程序存储器有4K 字节大小的片内ROM和64K字节大小的外扩ROM。 \\ 8051的程序计数器PC是16位的计数器,所以能寻址64KB的程序存储器地址范围,允许用户程序调用或转向64KB的任意存储单元。只读的程序存储器有4K 字节大小的片内ROM和64K字节大小的外扩ROM。 \\
 程序运行时,由EA引脚决定是运行片内ROM还是片外ROM。EA管脚接高电平时,CPU首先会在片内ROM取指令,当PC(程序计数器简称PC)的内容超过FFFH时会自动转到片外ROM中取指令,外部ROM从1000H开始编址。EA管脚接低电平时,单片机会自动转到片外ROM取指令(无视片内ROM)。外部ROM地址从1000H开始编址。 \\ 程序运行时,由EA引脚决定是运行片内ROM还是片外ROM。EA管脚接高电平时,CPU首先会在片内ROM取指令,当PC(程序计数器简称PC)的内容超过FFFH时会自动转到片外ROM中取指令,外部ROM从1000H开始编址。EA管脚接低电平时,单片机会自动转到片外ROM取指令(无视片内ROM)。外部ROM地址从1000H开始编址。 \\
-{{::​8051介绍-片内rom和片外rom.gif?​400|}}+{{::​8051介绍-片内rom和片外rom.gif?​400|}} ​\\
 程序存储器低端的一些地址被固定用作特定的入口地址。单片机复位和中断后会跳转到相应的地址。 \\ 程序存储器低端的一些地址被固定用作特定的入口地址。单片机复位和中断后会跳转到相应的地址。 \\
-{{::​8051介绍-rom低端入口地址.gif?​400|}}+{{::​8051介绍-rom低端入口地址.gif?​400|}} ​\\ 
 +  * 0000H:复位后的入口地址 
 +  * 0003H:外部中断0的中断服务程序入口地址 
 +  * 0008H:定时器0溢出中断服务程序入口地址 
 +  * 0013H:外部中断1的中断服务程序入口地址 
 +  * 0018H:定时器1溢出中断服务程序入口地址 
 +  * 0023H:串口的中断服务程序入口地址 
 +(2)数据存储器 
 +8051核有128字节的片内RAM,地址范围00H~7FH,可直接寻址,8052版本又在此基础上增加了80H~FFH的高128字节RAM,增加的这一部分RAM仅能采用间接寻址方式。片外RAM可以外扩到64K字节。 ​ \\ 
 +片内RAM分为工作寄存器区、位寻址区、通用RAM区三部分。工作寄存器区位于片内低端00H~1FH共32个字节,分为4个工作寄存器组,每组8个单元。位寻址区共16个字节,对被寻址的位可以进行位操作。通用RAM区共80个字节,可做数据缓冲器使用。 \\ 
 +{{::​8051介绍-片内ram和片外ram.gif?​400|}} \\ 
 +{{::​8051介绍-ram区划分.png?​480|}} \\ 
 +====特殊功能寄存器(SFR)==== 
 +SFR是一组特殊功能的寄存器,共21个,它们与RAM区统一编址,地址空间为80H~FFH 
 +  * 累加器(ACC),用于向ALU(运算单元)提供操作数 
 +  * 寄存器B,用于乘除运算 
 +  * 程序状态字寄存器(PSW),保存运算特征和处理器状态 
 +  * 堆栈指针(SP),复位状态为07H 
 +  * 数据指针(DPTR),16位 
 +  * 并行I/​O口P0,​P1,​P2,​P3 
 +  * 串口数据缓冲器(SBUF) 
 +  * 串口控制寄存器(SCON) 
 +  * 串口波特率倍增寄存器(PCON) 
 +  * 中断允许寄存器(IE) 
 +  * 中断优先级控制寄存器(IP) 
 +  * 定时器T0初值寄存器(TH0,​TL0),构成16位计数器 
 +  * 定时器T1初值寄存器(TH1,​TL1),构成16位计数器 
 +  * 定时器工作方式寄存器(TMOD) 
 +  * 定时器控制寄存器(TCON) 
 ====引脚功能==== ====引脚功能====
 MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分地布请参照----单片机引脚图: MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分地布请参照----单片机引脚图:
行 70: 行 104:
 4、外接ROM时,与ROM的OE脚相接。 4、外接ROM时,与ROM的OE脚相接。
  
-====技术发展==== +
-  - Intel公司于1980年推出的MCS-51奠定了嵌入式应用的单片微型计算机的经典体系结构,但不久就放弃了进一步发展计划,并实施了8051的技术开放政策。在8051实现开放后,​PHILIPS公司作为全球著名的电器商以其在电子应用系统的优势,着力发展80C51的控制功能及外围单元。将MCS-51的单片微型计算机迅速地推进到80C51的MCU时代,形成了可满足大量嵌入式应用的单片机系列产品。实现第一次飞跃。 +
-  - Flash ROM促使8051第2次飞跃,​ 当前,嵌入式系统普遍采用Flash ROM技术。Flash ROM的使用加速了单片机技术的发展。基于Flash ROM的ISP/​IAP技术,极大地改变了单片机应用系统的结构模式以及开发和运行条件;而在单片机中最早实现Flash ROM技术的是ATMEL公司的AT89Cxx系列。 +
-  - 内核化SoC的加速8051第3次飞跃,​ MCS-51典型的体系结构以及极好的兼容性,对于MCU不断扩展的外围来说,形成了一个良好的嵌入式处理器内核的结构模式。当前嵌入式系统应用进入SoC模式,从各个角度,以不同方式向SoC进军,形成了嵌入式系统应用热潮。在这个技术潮流中,8051又扮演了嵌入式系统内核的重要角色。在MCU向SoC过渡的数、模混合集成的过程中,ADI公司推出了ADμC8xx系列,而公司则实现了向SoC的C8051F过渡;在PLD向SoC发展过程中,Triscend公司在可配置系统芯片CSoC的E5系列中便以8052作为处理器内核。+