51單片機

51單片機是對所有兼容Intel 8031指令系統的單片機的統稱。該系列單片機的始祖是Intel的8004單片機，後來隨著Flash rom技術的發展，8004單片機取得了長足的進展，成為套用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛套用於工業測控系統之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今後很長的一段時間內將占有大量市場。51單片機是基礎入門的一個單片機，還是套用最廣泛的一種。需要注意的是51系列的單片機一般不具備自編程能力。

基本介紹

• 中文名：51單片機
• 外文名：mcu
• 定義：兼容Intel 8031系統的單片機統稱
• 始祖：Intel公司始創的8004單片機
• 缺點：不具備自編程能力
• 用途：工業測控系統

主要產品

*Intel(英特爾)的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；

*ATMEL(艾德梅爾)的：89C51、89C52、89C2051，89S51（RC），89S52（RC）等；

*Philips(飛利浦)、華邦、Dallas(達拉斯)、Siemens(西門子)等公司的許多產品；

STC(國產宏晶)單片機：89c51、89c52、89c516、90c516等眾多品牌。

功能

·8位CPU·4kbytes程式存儲器(ROM) (52為8K)

·128bytes的數據存儲器(RAM) （52有256bytes的RAM）

·32條I/O口線·111條指令，大部分為單位元組指令

·21個專用暫存器

·2個可程式定時/計數器·5箇中斷源，2個優先權（52有6個）

·一個全雙工串列通信口

·外部數據存儲器定址空間為64kB

·外部程式存儲器定址空間為64kB

·邏輯操作位定址功能·雙列直插40PinDIP封裝

·單一+5V電源供電

CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統和部分外部特殊功能暫存器；

RAM：用以存放可以讀寫的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據；

ROM：用以存放程式、一些原始數據和表格；

I/O口：四個8位並行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出

T/C：兩個定時/記數器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數模式；

五個中斷源的中斷控制系統；

一個全雙工UART（通用異步接收傳送器）的串列I/O口，用於實現單片機之間或單片機與微機之間的串列通信；

片內振盪器和時鐘產生電路，石英晶體和微調電容需要外接。最佳振盪頻率為6M—12M。

學習

作為一個初學者，如何單片機入門？

實際上，其實不需要多少東西，會簡單的C語言，知道51單片機的基本結構就可以了。一般的大學畢業生都可以了，自學過這2門課程的高中生也夠條件。設備上，一般是建議購買一個仿真器，例如，的“雙功能下載線”就具有良好的穩定性和較快的下載速度，上位機可擴展，可以下載更多的單片機及嵌入式晶片。通過實驗，這樣才可以進行實際的，全面的學習。日後在工作上，仿真器也大有用處。還有，一般光有仿真器是不行，還得有一個實際的電路，即學習板，如圖，即為，單片機最小系統。

學習板以強大的接口為主，單片機的學習分兩方面，一方面是單片機的原理及內部結構，另一方面是單片機的接口技術。這些都是需要平時多積累，多動手，多思考，這樣才能學好單片機技術。

註：“雙功能下載線”在百度文庫里有詳細的使用說明，並且上位機會定期更新以支持更多的單片機。

單片機學習的4個階段

一、整體了解

要知道 單片機是什麼？單片機有何用？如何系統學習單片機？單片機系統設計的流程是怎樣的，需要掌握哪些輔助軟體？

了解這些之後，我們的學習就有了目標和方向。

二、揭秘　單片機很難學，是因為其內部結構、程式語言抽象，且實際套用中與其他電子技術和元器件知識相互關聯，需結合起來一起設計開發產品。所以，第二階段要了解單片機的內部結構是怎樣的？單片機開發經常會用到哪些電子技術和元器件知識？如何將一條條編程指令組合成一段段有效的程式？

三、解密　之所以單片機能成為控制核心，設計出包羅萬象的套用系統來，是因為開發者利用了單片機提供的種種功能及各種外設。所以，第三階段我們要掌握單片機的各種功能，再加上諸如感測器、模數轉換、掃描顯示、串列、中斷的套用思維，結合更多的元器件、電子電路知識，逐個學習、體會實際的單片機系統的秘密。

四、遠航　通過以上三個階段，讀者基本就可掌握單片機的套用了。但要設計出豐富的單片機系統，解決複雜的實際問題，還需要了解更多的外設知識及其與單片機的聯繫（如電動機、各類存儲器、繼電器、紅外管等）。這些需要不斷的學習和積累。有時候，接到一些開發任務，就需要你針對這個任務自覺地去蒐集、學習相關知識，在實踐中不斷學習和提高。

最後推薦幾本經典圖書：

《實例解讀51單片機完全學習與套用（配教學視頻）》，楊欣編著（他寫過多本很有口碑的電子讀物，風格獨特），電子工業出版社出版。

《愛上單片機》，杜洋著，全新風格，使用麵包板入門，人民郵電出版社。

《手把手教你學51單片機》，宋雪松編著（很經典），清華大學出版社出版。

仿真

電腦仿真

Proteus 自從有了單片機也就有了開發系統，隨著單片機的發展開發系統也在不斷發展。 keil是一種先進的單片機集成開發系統。它代表著彙編語言單片機開發系統的最新發展，首創多項便利技術，將開發的編程/仿真/調試/寫入/加密等所有過程一氣呵成，中間不須任何編譯或彙編。

功能特性

1，可以仿真63K程式空間,接近64K 的16位地址空間；

2，可以仿真64Kxdata 空間,全部64K 的16位地址空間；

3，可以真實仿真全部32 條IO腳；

4，完全兼容keilC51 UV2 調試環境,可以通過UV2 環境進行單步,斷點, 全速等操作；

5，可以使用C51語言或者ASM彙編語言進行調試 ；

6，可以非常方便地進行所有變數觀察,包括滑鼠取值觀察,即滑鼠放在某 變數上就會立即顯示出它此的值；

7，可選 使用用戶晶振，支持0－40MHZ晶振頻率；

8，片上帶有768位元組的xdata,您可以在仿真時選 使用他們,進行xdata 的仿真；

9，可以仿真雙DPTR 指針；

10，可以仿真去除ALE 信號輸出. ；

11，自適應300-38400bps 的所有波特率通訊；

12，體積非常細小,非常方便插入到用戶板中.插入時緊貼用戶板,沒有連線電纜,這樣可以有效地減少運行中的干擾,避免仿真時出現莫名其妙的故障；

13，仿真插針採用優質鍍金插針,可以有效地防止日久生鏽,選擇優質園腳IC插座，保護仿真插針，同時不會損壞目標板上的插座. ；

14，仿真時監控和用戶代碼分離,不可能產生不能仿真的軟故障；

15，RS-232接口不計成本採用MAX202積體電路,串列通訊穩定可靠,絕非一般三極體的簡易電路可比。

功能限制

仿真器占用單片機串口及定時器2，與Keil C(PC)通訊，故不支持串口及定時器2 的仿真功能。全速運行時單片機串口及定時器2 可供用戶使用。

使用方法

1．將仿真器插入需仿真的用戶板的CPU插座中，仿真器由用戶板供電；

2．將仿真器的串列電纜和PC機接好，打開用戶板電源；

3．通過Keil C 的IDE 開發仿真環境UV2 下載用戶程式進行仿真、調試。

硬體說明

1、使用用戶板的晶振：仿真器晶振旁有兩組跳線用來切換內部晶振和用戶板晶振，當兩個短路塊位於仿真器晶振一側時，默認使用仿真板上的晶振（11.0592MHz）, 當兩個短路塊位於電容一側時，使用用戶板的晶振。

2、為便於調試帶看門狗的用戶板，仿真器的復位端未與用戶板復位端相連；故仿真器的復位按鈕只復位仿真器，不復位用戶板；若要復位用戶板，請使用用戶板復位按鈕。

區別

同樣的一段程式，在各個單片機廠家的硬體上運行的結果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經停產）、89S51， PHILIPS，和WINBOND等，我們常說的已經停產的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機，同時是在原基礎上增強了許多特性，如時鐘，更優秀的是由Flash（程式存儲器的內容至少可以改寫1000次）存儲器取代了原來的ROM（一次性寫入），AT89C51的性能相對於8051已經算是非常優越的了。

不過在市場化方面，89C51受到了PIC單片機陣營的挑戰，89C51最致命的缺陷在於不支持ISP（線上更新程式）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，89S51已經成為了實際套用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的Atmel公司已經停產AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進行了改進，89S51採用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系列晶片。同時，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場上見到的89C51實際都是Atmel前期生產的巨量庫存而以。如果市場需要，Atmel當然也可以再恢復生產AT89C51。

89S51相對於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線上編程功能，這個功能的優勢在於改寫單片機存儲器內的程式不需要把晶片從工作環境中剝離。是一個強大易用的功能。

-- 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串列通道。

-- 內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。

-- 雙數據指示器。

-- 電源關閉標識。

-- 全新的加密算法，這使得對於89S51的盜版變為不可能，程式的保密性大大加強，這樣就可以有效的保護智慧財產權不被侵犯。

-- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產品。也就是說所有教科書、網路教程上的程式（不論教科書上採用的單片機是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容。

比較結果：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，實際套用市場方面技術的進步是永遠向前的。