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8051
鎖定
- 中文名
- 8051單片機
- 外文名
- MCU
- 全 稱
- 單片微型計算機
- 類 別
- 可編程電子器件
8051簡介
8051
單片微型計算機簡稱為單片機,又稱為微型控制器,是微型計算機的一個重要分支。單片機是70年代中期發展起來的一種超大規模集成電路芯片,是集成CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統於同一硅片上的器件。80年代以來,單片機發展迅速,各類新產品不斷湧現,出現了許多高性能新型型號,現已逐漸成為工廠自動化和各控制領域的支柱產業之一。
8051引腳功能
l P1.0~P1.7 P1口8位雙向口線(在引腳的1~8號端子)。
l P2.0~P2.7 P2口8位雙向口線(在引腳的21~28號端子)。
l P3.0~P3.7 P3口8位雙向口線(在引腳的10~17號端子)。
這4個I/O口具有不完全相同的功能,大家可得學好了,其它書本里雖然有,但寫的太深,初學者很難理解,這裏都是按我自已的表達方式來寫的,相信你也能夠理解。
8051I/O口
P0口有三個功能
3、不擴展時,可做一般的I/O使用,但內部無上拉電阻,作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻。
P1口
只做I/O口使用:其內部有上拉電阻。
P2口有兩個功能
1、擴展外部存儲器時,當作地址總線使用
2、做一般I/O口使用,其內部有上拉電阻;
P3口有兩個功能
即:編程脈衝:30腳(ALE/PROG)
編程電壓(25V):31腳(EA/Vpp)
接觸過工業設備的兄弟可能會看到有些印刷線路板上會有一個電池,這個電池是幹什麼用的呢?這就是單片機的備用電源,當外接電源下降到下限值時,備用電源就會經第二功能的方式由第9腳(即RST/VPD)引入,以保護內部RAM中的信息不會丟失。
上拉電阻
在介紹這四個I/O口時提到了一個“上拉電阻”那麼上拉電阻又是什麼呢?他起什麼作用呢?所謂上拉電阻就是一個電阻,當作為輸入時,上拉電阻將其電位拉高,若輸入為低電平則可提供電流源;所以如果P0口如果作為輸入時,處在高阻抗狀態,只有外接一個上拉電阻才能有效。
在系統擴展時,ALE用於控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來,以實現低位地址和數據的隔離。(在後面關於擴展的課程中我們就會看到8051擴展 EEPROM電路,在圖中ALE與74LS373鎖存器的G相連接,當CPU對外部進行存取時,用以鎖住地址的低位地址,即P0口輸出。ALE有可能是高電平也有可能是低電平,當ALE是高電平時,允許地址鎖存信號,當訪問外部存儲器時,ALE信號負跳變(即由正變負)將P0口上低8位地址信號送入鎖存器。當ALE是低電平時,P0口上的內容和鎖存器輸出一致。關於鎖存器的內容,我們稍後也會介紹。
在沒有訪問外部存儲器期間,ALE以1/6振盪週期頻率輸出(即6分頻),當訪問外部存儲器以1/12振盪週期輸出(12分頻)。從這裏我們可以看到,當系統沒有進行擴展時ALE會以1/6振盪週期的固定頻率輸出,因此可以做為外部時鐘,或者外部定時脈衝使用。
PROG為編程脈衝的輸入端
在第五課 單片機的內部結構及其組成中,我們已知道,在8051單片機內部有一個4KB或8KB的程序存儲器(ROM),ROM的作用就是用來存放用户需要執行的程序的,那麼我們是怎樣把編寫好的程序存入進這個ROM中的呢?實際上是通過編程脈衝輸入才能寫進去的,這個脈衝的輸入端口就是PROG。
1、內部ROM讀取時,PSEN不動作;
2、外部ROM讀取時,在每個機器週期會動作兩次;
3、外部RAM讀取時,兩個PSEN脈衝被跳過不會輸出;
4、外接ROM時,與ROM的OE腳相接。
參見圖2—(8051擴展2KB EEPROM電路,在圖中PSEN與擴展ROM的OE腳相接)
1、接高電平時:
CPU讀取內部程序存儲器(ROM)
擴展外部ROM:當讀取內部程序存儲器超過0FFFH(8051)1FFFH(8052)時自動讀取外部ROM。
2、接低電平時:CPU讀取外部程序存儲器(ROM)。 在前面的學習中我們已知道,8031單片機內部是沒有ROM的,那麼在應用8031單片機時,這個腳是一直接低電平的。
3、8751燒寫內部EPROM時,利用此腳輸入21V的燒寫電壓。
VCC:電源+5V輸入
VSS:GND接地。
AVR和pic都是跟8051結構不同的8位單片機,因為結構不同,所以彙編指令也有所不同,而且區別於使用CISC指令集的8051,他們都是RISC指令集的,只有幾十條指令,大部分指令都是單指令週期的指令,所以在同樣晶振頻率下,較8051速度要快。另PIC的8位單片機前幾年是世界上出貨量最大的單片機,飛思卡爾的單片機緊隨其後。
DSP其實也是一種特殊的單片機,它從8位到32位的都有。它是專門用來計算數字信號的。在某些公式運算上,它比現行家用計算機的最快的CPU還要快。比如説一般32位的DSP能在一個指令週期內運算完一個32位數乘32位數積再加一個32位數。應用於某些對實時處理要求較高的場合
8051彙編指令
尋址方式:
寄存器尋址:由指令指出某一個寄存器中的內容作為操作數,這種尋址方式稱為寄存器尋址。
寄存器間接尋址:由指令指出某一個寄存器的內容作為操作數的地址。
8051技術發展
Intel公司於1980年推出的MCS-51奠定了嵌入式應用的單片微型計算機的經典體系結構,但不久就放棄了進一步發展計劃,並實施了8051的技術開放政策。在8051實現開放後,PHILIPS公司作為全球著名的電器商以其在電子應用系統的優勢,着力發展80C51的控制功能及外圍單元。將MCS-51的單片微型計算機迅速地推進到80C51的MCU時代,形成了可滿足大量嵌入式應用的單片機系列產品。實現第一次飛躍。
Flash ROM促使8051第2次飛躍
當前,嵌入式系統普遍採用Flash ROM技術。Flash ROM的使用加速了單片機技術的發展。基於Flash ROM的ISP/IAP技術,極大地改變了單片機應用系統的結構模式以及開發和運行條件;而在單片機中最早實現Flash ROM技術的是ATMEL公司的AT89Cxx系列。
內核化SoC的加速8051第3次飛躍