8051单片机工作原理 -- 单片机入门经典教程.doc

第一课:初识单片机
记得在我们网站的论坛里,曾经有一位网友问了一个问题,什么是单片机?单片机是怎样的一个东东?单片机可以实现些什么功能?它主要应用在哪些领域?在我们单片机自学网的网上课堂的第一节课,我们就上面的这些问题与大家先做一个初步的探讨。
在进入课程的讲解之前,大家先一起来看看单片机吧。下图是一片40脚的89C51及一片20脚的89C2051的单片机。

单片机的外形从上图中我们已初步认识了,那么什么叫单片机呢?
所谓单片机,通俗的来讲,就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit),存储器(memory),定时器,I/O(Input/Output)接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机又称为“微控制器MCU”。中文“单片机”的称呼是由英文名称“Single Chip puter”直接翻译而来的。

单片机的主要分类:
1、按应用领域可分为:家电类,工控类,通信类,个人信息终端类等等;
2、按通用性可分为:通用型和专用型。
通用型单片机的主要特点是:内部资源比较丰富,性能全面,而且通用性强,可履盖多种应用要求。所谓资源丰富就是指功能强。性能全面通用性强就是指可以应用在非常广泛的领域。通用型单片机的用途很广泛,使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。小到家用电器仪器仪表,大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。
专用型单片机的主要特点是:针对某一种产品或某一种控制应用而专门设计的,设计时已使结构最简,软硬件应用最优,可靠性及应用成本最佳。专用型单片机用途比较专一,出厂时程序已经一次性固化好,不能再修该的单片机。例如电子表里的单片机就是其中的一种。其生产成本很低。
在我们的这个网上课堂中,介绍的是MCS-51系列单片机,MCS-51单片机也是一种通用单片机,其结构及原理对所有的单片机都适用。
3、按总线结构可分为总线型和非总线型。如我们常常见到的89C51单片机就是总线结构,在后面讲解单片机的内部结构时,我们就可以看到,89C51单片机内部有数据总线,地址总线,还有控制总线(WR,RD,EA,ALE等)。从上图中看到的20引脚的89C2051单片机,就是一种非总线型的。其外部的引脚很少,可使成本降低。
单片机特点:
(1) 受集成度限制,片内存储器容量较小,一般内ROM:8KB以下;
(2) 内RAM:256KB以内。
(3) 可靠性高
(4) 易扩展
(5) 控制功能强
(6) 易于开发
单片机的发展过程:
1971年intel 公司研制出世界上第一个4位的微处理器;
1973年intel 公司研制出8位的微处理器8080;
1976年intel 公司研制出MCS-48系列8位的单片机,这也是单片机的问世。
80年代初,intel 公司在MCS-48单片机基础上,推出了MCS-51单片机。也就是说,51单片机最早的出现是在80年代初
微处理器与单片机:
微处理器:
计算机系统核心部件(CPU)并不是一台完整的计算机
单片机:
将CPU和其它接口电路集成在一个芯片之中,使其具有计算机的基本功能。
从上面的描述可知,微处理器只是一个CPU,而单片机则是由CPU与其它的接口电路组合而成的,所以CPU不等于单片计算机。也可以这样说,CPU只是计算机其中的一个部件而已。
主要的单片机厂商:
我国目前最常用的单片机有如下几家:
Intel--------- (MCS51系列,MCS96系列)
Atmel------- (AT89系列,MCS51内核)
Microchip--- (PIC系列)
Motorola---- (68HCXX系列)
Zilog-------- (Z86系列)
Philips------ (87,80系列,MCS51内核)
Siemens----- (SAB80系列,MCS51内核)
NEC--------- (78系列)
Epson-------- (系列)
在我们网站的论坛,同时在其它网站我看到很多朋友都在讨论一个问题:学8位的51单片机有前途吗?
是的,在现今的单片机领域中,单片机的种类层出不穷,功能也越来越强,从表层看来好象学8位的51单片机已不符合现在的发展需求。让人感觉到“没有前途”。做过单片机开发的朋友都知道,其实在大部份的工控或测控设备中,8位的51单片机还能足够满足大部份的控制要求,加之51单片机的价格优势。这就使8位的51单片机在以后很长的一段时间内还有存在的空间,也就是说还是单片机应用的一个主流。试想一下,在战场上,原本可以用高炮实现打击的目标我们可能会用导弹去打吗?再者,如果