51单片机 - 02_51单片机介绍

单片机介绍

单片机简介

一台能够工作的计算机要有这几个部件构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备，而字啊单片机中，这些部件全部被做到一块集成电路芯片中，所以就称为单片机（也称为微控制器MCU）

51单片机时对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称

Intel(英特尔) ：i80C31、i80C51、i87C51、i80C32、i80C52、i87C52等
ATMEL(艾德梅尔) ：AT89C51、AT89C52、AT89C2051、AT89S51(RC)、AT89S52(RC)等
STC(国产宏晶) ：STC89C51、STC89C52、STC89C516、STC90C516等

51单片机引脚图

8051内部结构

STC89CXX芯片介绍

命名规则

STC: 前缀，表示芯片为STC公司生产的产品。其他前缀还有如：AT，I，Winbond，SST等。
8: 表示该芯片为8051内核芯片。
9：表示内部含 FlashE²PROM 寄存器。还有如80C51中0表示内部含有 Mask Rom（掩模ROM）存储器；又如87C51中7表示内部含有EPROM存储器（紫外线可擦出除ROM）。
C: 表示该器件为CMOS产品。还有如89LV52和89LE58中的LV和LE都表示该芯片为低电压产品（通常为3.3V供电）；而89S52中S表示该芯片含有可串行下载功能的Flash存储器，即具有ISP可在线编程功能。
5: 固定不变。
1：表示该芯片内部程序存储空间大小。1为4KB，2为8KB……
RC: STC单片机内部RAM（随机读写存储器）为512B。还有如RD+表示内部RAM为1280B。
40: 表示芯片外部晶振最高可接入40MHz。对AT单片机数值一般为24.，表示外部可接入晶振最高24MHz。例如还有
I：产品级别，表示芯片使用温度还未。I表示工业级（Industrial），温度范围：-40℃~+85℃；
- C表示商业级（Commercial），温度范围：0~75℃
- A表示汽车级（Automotive），温度范围：-40°C~+125℃
- M表示军用级（Military），温度范围：-55℃~150℃
PDIP：表示封装型号。PDIP表示双列直插式。
1947：生产日期为19年第47周

内部资源

STC89C51RC/RD+系列单片机是STC推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择，HD版本和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。

增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可任意选择，指令代码完全兼容传统8051
工作电压：5.5V - 3.3V（5V单片机） / 3.8V - 2.0V（3V单片机）
工作频率范围：0 ~ 40MHz，相当于普通8051的 0 ~ 80MHz，实际工作频率可达48Mhz
用户应用程序控件：4K / 8K / 13K / 16K / 32K / 64K 字节
片上集成1280字节或512字节RAM
通用通用IO口(35/39个)，复位后为:P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O口):PO口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程)，无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程序，数秒即可完成一片
有EEPROM功能
看门狗
内部集成MAX810专用复位电路(HD版本和90C版本才有)，外部晶体20M以下时，可省外部复位电路。
共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。
外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
通用异步串行口(UART)，还可用定时器软件实现多个UART
工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级)
封装:LOFP-44,PDIP-40,PLCC-44,PQFP-44

脚位判断

通过小圆点或凹槽判断引脚1，通常单片机的引脚为逆时针排序

脚位功能

我们按其功能类别可分为四类：

电源引脚。如VCC、GND
时钟引脚。如XTAL1、XTAL2
变成控制引脚。如RST、PSEN、ALE/PROG、EA/Vpp
I/O扣引脚。如P0、P1、P2、P3，4组8位I/O口

VCC(40脚)/GND(20脚)

电源引脚，不同型号单片机接入对应电压，常压为+5V，低压为+3.3V

XTAL1(19脚)/XTAL2(18脚)

外接时钟引脚。XTAL1为片内振荡电路的输入端。XTAL2为片内振荡电路的输出端。8051的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，即需在这两个引脚处外接石英和振荡电容，振荡电容的值一般取10p~30p；另一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入。通常使用第一种方式

RST(9脚)

复位引脚。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机的复位初始化操作，即单片机从头开始执行程序。

PSEN(29脚)

程序存储器允许输出控制端。在读外部程序存储器时PSEN低电平有效，以实现外部程序存储器单元的读操作，由于现在我们使用的单片机内部已经有足够大的 ROM，所以几乎没有人再去扩展外部 ROM

ALE/PROG(30脚)

在扩展外部 RAM 时，ALE 用于控制把 PO 口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。ALE有可能是高电平也有可能是低电平，当 ALE为高电平时，允许地址锁存型号，当访问外部存储器时，ALE信号负跳变(即由正变负)将P0口上低8位地址信号送入锁存器;当ALE 为高电平时，P0 口上的内容和锁存器输出一致。关于锁存器后面我们会有介绍。在没有访问外部存储器期间，ALE以1/6振荡周期频率输出(即6分频)当访问外部存储器时，以1/12振荡周期输出(12分频)。从这里可以看到，当没有扩展外部 RAM 时，ALE 会以 1/6 振荡周期的固定频率输出，因此可以作为外部时钟，或作为外部定时脉冲使用。PROG为编程脉冲的输入端，单片机的内部有程序存储器(ROM)，它的作用是用来存放用户需要执行的程序，那么我们怎样才能将写好的程序存入这个 ROM 中呢?实际上,我们是通过编程脉冲输入才写进去的，这个脉冲的输入端口就是PROG。现在绝大多数单片机都已经不需要编程脉冲引脚往内部写程序了，比如我们使用的 STC单片机，它可以直接通过串口往里面写程序，只需要三条线与计算机相连即可。而且现在的单片机内部都已经带有丰富的 RAM，所以也不需要再扩展 RAM 了，因此 ALE/PROG 引脚用于不大，大家了解即可。

EA/Vpp(31脚)

EA接高电平时，单片机读取内部程序存储器。当扩展有外部 ROM 时，当读取完内部 ROM 后自动读取外部 ROM。EA 接低电平时，单片机直接读取外部 ROM。我们没有外扩 ROM,并且需要单片机直接读取内部程序存储器因此 EA/Vpp 脚直接接高电平。

P0口(39脚~32脚)

双向8位三态 I/O 口，每个口可独立控制。51 单片机 PO 口内部没有上拉电阻，若输出高时为高阻态，不能正常输出高电平，因此该组 I/O 口，每个口可独立控制。51 单片机 P0 口内部没有上拉电阻，若输出高时为高阻态，不能正常输出高电平，因此该组 I/0口在使用时务必要外接上拉电阻，一般我们选择接入 10K 欧上拉电阻。

P1口(1脚~8脚)

准双向8位 I/O口，每个口可独立控制，内部自带上拉电阻，这种接口输出没有高阻态，输入也不能锁存，故不是真正的双向 I/O口。之所以称它为“准双向”是因为该口在作为输入使用前，要先向该口进行写 1操作，然后单片机内部才可正确读出外部信号，也就是要使其先有个“准”备的过程，所以才称为准双向口。对 52 单片机 P1.0引脚的第二功能未 T2 定时器计数器的外部输入，P1.1引脚的第二功能为 T2EX 捕捉、重装触发，即 T2的外部控制端。