单片机概述
- 什么是单片机
单片机(Single-Chip-Microcomputer)又称单片机微计算机。
它的结构特点是将计算机的基本功能部件全部集成在一个半导体芯片上。
- 单片机的特点
- 集成度高，体积小，抗干扰能力强，可靠性高。
- 开发性能好，开发周期短，控制功能强。
- 低功耗、低电压、具有掉电保护功能，广泛应用于各类智能仪器仪表中。
- 通用性和灵活性好。
- 具有良好的性能价格比。
- 单片机的应用领域
- 工业自动化控制。
- 智能仪器仪表。
- 通信设备。
- 汽车电子与航空航天电子系统。
- 家用电器。
- 单片机的发展趋势
- 高集成度。
- 高性能。
- 低功耗。
- 高性价比。
MSC-51单片机的结构及原理
- MSC-51单片机的内部结构
80C51单片机的内部资源主要包括：
·1个8位中央处理器（CPU）；
·1个内震荡器和时钟电路；
·4KB片内程序存储器（ROM）；
·256字节的片内RAM；
·2个16位定时器/计时器；
·可寻址64KB外部程序存储器和64KB数据存储空间的控制电路；
·4个8位双向I/O口；
·1个全双工串行口；
·5个中断源。 - CPU可分为运算器和控制器两部分
2.1 控制器
（1）程序计数器PC（Program Counter）
16位的专用寄存器，其中存放着下一条要执行的指令的首地址，即PC内容决定着程序的运行轨迹。当CPU要取指令时,PC的内容就会出现在地址总线上；取出指令后，PC内容可自动加1，以保证程序顺序执行。
系统复位后，PC的内容会被自动赋为0000H，这表明复位后CPU将程序存储器的0000H地址处的指令开始运行。
（2）指令寄存器IR（Instruction Register）
一个8位寄存器，用于暂存待执行的指令，等待译码。
（3）指令译码器ID（Instruction Decoder）
（4）数据指针DPTR（Data Pointer）
DATR可以用来存放内ROM的地址，也可以用来存放片外RAM和片外ROM的地址。
2.2运算器
（1）累加器ACC（Accumulator）
（2）算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）
（3）程序状态字寄存器PSW（Program State Word） - MCS-51外部引脚及功能
采用HMOS制造工艺的51单片机一般采用40只引脚的双列直插封装（DIP）。
采用CHMOS制造工艺51单片机还可采用44只引脚方形封装方式。 - 存储器划分的方法
4.1 存储结构
普林斯顿结构：指令存储器和程序存储合并在一起。
哈佛结构：指令存储器和数据存储器分开设置。
4.2 存储空间的划分
物理地址：4个存储空间。即片内ROM,片外ROM,片内RAM，片外RAM。
逻辑地址：由于片内、片外程序存储器是统一编址的，因此逻辑上只有3个存储空间，即程序存储器，片内数据存储器，片外存数据储器。 - 单片机复位
两种 方式：上电复位方式、按键复位方式。 - 单片机时钟
时钟周期：晶振或外加振荡周期成为时钟周期，又称节拍。
状态周期：等于2个时钟周期。
机器周期：等于6个状态周期，12个时钟周期。
指令周期：等于1~4个及其周期。 - I/O口
P0~P3口都可作为准双向通用I/O口提供给用户，其中只有P0需要外接上拉电阻；在需要扩展片外存储器时，P2口作为其他地址先接口，P0口作为其他地址线/数据线复用接口，此时它是真正的双向口。P3口用第二输出功能。
