51單片機(jī)

【導(dǎo)讀】首先要放清51的定位，跟我一起再念一遍：51只是個工具51只是個工具51只是個工具。當(dāng)然51還有一個地位就是大學(xué)生單片機(jī)啟蒙教程。換句話說：單片機(jī)只是個工具單片機(jī)。51單片機(jī)是對所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8031單片機(jī)，后來隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，今后很長的一段時間內(nèi)將占有大量市場。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門的一個單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。

一、單片機(jī)的組成：

CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器;

RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù);

ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格;

I/O口：四個8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出;

T/C：兩個定時/記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數(shù)模式;

五個中斷源的中斷控制系統(tǒng);

一個全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信;片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機(jī)型號及性能。

二、單片機(jī)學(xué)習(xí)的4個階段

1、整體了解

要知道單片機(jī)是什么?單片機(jī)有何用?如何系統(tǒng)學(xué)習(xí)單片機(jī)?單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的流程是怎樣的，需要掌握哪些輔助軟件?了解這些之后，我們的學(xué)習(xí)就有了目標(biāo)和方向。

對51單片機(jī)的操作本質(zhì)上就是對寄存器的操作，對其他單片機(jī)也是如此。庫只是一個接口，方便使用者使用而已。

2、揭秘

單片機(jī)很難學(xué)，是因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)、編程語言抽象，且實(shí)際應(yīng)用中與其他電子技術(shù)和元器件知識相互關(guān)聯(lián)，需結(jié)合起來一起設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品。所以，第二階段要了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的?單片機(jī)開發(fā)經(jīng)常會用到哪些電子技術(shù)和元器件知識?如何將一條條編程指令組合成一段段有效的程序?

3、解密

之所以單片機(jī)能成為控制核心，設(shè)計出包羅萬象的應(yīng)用系統(tǒng)來，是因?yàn)殚_發(fā)者利用了單片機(jī)提供的種種功能及各種外設(shè)。所以，第三階段我們要掌握單片機(jī)的各種功能，再加上諸如傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、掃描顯示、串行、中斷的應(yīng)用思維，結(jié)合更多的元器件、電子電路知識，逐個學(xué)習(xí)、體會實(shí)際的單片機(jī)系統(tǒng)的秘密。

4、遠(yuǎn)航

通過以上三個階段，讀者基本就可掌握單片機(jī)的應(yīng)用了。但要設(shè)計出豐富的單片機(jī)系統(tǒng)，解決復(fù)雜的實(shí)際問題，還需要了解更多的外設(shè)知識及其與單片機(jī)的聯(lián)系(如電動機(jī)、各類存儲器、繼電器、紅外管等)。這些需要不斷的學(xué)習(xí)和積累。有時候，接到一些開發(fā)任務(wù)，就需要你針對這個任務(wù)自覺地去搜集、學(xué)習(xí)相關(guān)知識，在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和提高。

三、區(qū)別

同樣的一段程序，在各個單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51，PHILIPS，和WINBOND等，我們常說的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)，同時是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由FLASH（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲器取代了原來的ROM（一次性寫入），AT89C51的性能相對于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。

不過在市場化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP(在線更新程序)功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，89S51已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的Atmel公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，89S51采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片。同時，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場上見到的89C51實(shí)際都是Atmel前期生產(chǎn)的巨量庫存而以。如果市場需要，Atmel當(dāng)然也可以再恢復(fù)生產(chǎn)AT89C51。

89S51相對于89C51增加的新功能包括:

-- 新增加很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比89C51更低!

--ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個強(qiáng)大易用的功能。

-- 最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。

-- 具有雙工UART串行通道。

-- 內(nèi)部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。

-- 雙數(shù)據(jù)指示器。

-- 電源關(guān)閉標(biāo)識。

-- 全新的加密算法，這使得對于89S51的盜版變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。

-- 兼容性方面:向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序(不論教科書上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等)，在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。

比較結(jié)果:就如同INTEL的P3向P4升級一樣，雖然都可以跑Windows98，不過速度是不同的。從AT89C51升級到AT89S51 ,也是同理。和S51比起來，C51就要遜色一些，實(shí)際應(yīng)用市場方面技術(shù)的進(jìn)步是永遠(yuǎn)向前的