51单片机学习笔记——基于C与汇编（1） 初识51单片机

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了51单片机学习笔记——基于C与汇编（1） 初识51单片机，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5846字，纯文字阅读大概需要9分钟。

内容图文

即便疫情如此还是逃避不了开学啊！最近开始学习8051系列单片机的基本原理与应用，不过作为一个学计算机的本科菜鸟，感觉写博客也力不从心，因而选择结合（盗版，嘿嘿）我一个学硬件的朋友的文章，组成一个系列。写博客是个学习的好手段，大家一起进步吧！能力所限，如果文中有所不妥，恳请指正！

该系列文章基于8051系列单片机，Keil4/Keil2，并主要使用C和汇编实现例程，汇编部分由我的大佬朋友(盗版对象)完成。本文参考了该文的内容：
https://blog.csdn.net/qq_43327300/article/details/104698377

首先我们来介绍动手前我们需要先了解的预备知识。

0、MCS-51系列单片机简介

MCS-51系列单片机最早由intel公司推出（对，就是那个intel），当时包括51和52子系列，51子系列中包含了8051这一经典产品，我们现在往往使用8051代称MCS-51系列。

为了区分各个型号，MCS-51系列有着明确的命名规则：

现在去购买相关开发板一般会买到STC89C52等型号，笔者手上的开发板用的是STC89C516也是一个较为常见的衍生型号，由于这些单片机指令系统基本一致，因而在学习中区别不大。

接下来本篇主要是基于较为典型的8051单片机对MCS-51系列单片机进行介绍进行介绍。

1、MCS-51系列单片机硬件结构

1.1 内部结构

单片机的硬件组成有

1、1个8bit的CPU

2、1个片内振荡器和时钟电路

3、程序存储器，4KB的掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格

4、数据存储器

5、64KB总线扩展控制器（也就是常说的外RAM）

6、4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3）

7、一个全双工串行接口

8、2个十六位的定时/计数器

9、5个中断源

程序存储器与数据存储器是分开的，符合哈佛结构。

1.2 外部引脚功能

8051总共有40个外部引脚，其中并行I/O口占了4x8=32个

1、电源引脚

VCC：芯片电源，+5V

VSS:接地

2、时钟引脚

XTAL1、XTAL2:晶体振荡电路反相输入端和输出端

接下来讲个比较，相当重要的内容——8051的时序

细节大家看书吧，我这里留个例题大家也好结合教材理解

1T机器周期=6T状态周期S=12T时钟（振荡）周期P

例：设应用单片机晶振频率为12MHz，问机器周期为多少？

解：由已知得，晶振频率为12MHZ，周期为频率的倒数

故，1/T=12MHz => T=1/12M （s）

机器周期=12x1/12M=1/1M（s）=1us

同理晶振频率为24MHz，机器周期为0.5us

3、控制引脚

RST/VPD:复位信号输入端/备用电源输入端

EA/VPP：内外ROM选择端/片内EPROM编程电源

ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲

PSEN：外部ROM读选通信号

2、MCS-51系列单片机存储空间配置和功能

2.1存储器的类型

ROM：用于存储程序，断电后信息保留

RAM：用于存储数据，断电后信息消失，分片内片外

2.2存储单元和存储单元地址

存储器是由大量寄存器组成的，其中每一个寄存器称为一个存储单元。它可存放一个二进制代码。一个代码由若干位（bit)组成，8051单片机中算术单元是八位，即一个字节（Byte），存储器的大小也可称为存储器的容量，以字节（B）为单位，8051单片机内部有4KB的程序存储器，也就是说8051单片机的内部程序存储器可以存放4x1024个Byte

2.3存储单元的读、写操作

（1）存储器的读操作

读操作，不会破坏该单元原来的内容，只相当于数据的复制

（2）存储器的写操作

写操作，要改变或刷新该单元原来的内容，相当于原来的内容被覆盖了

2.4 MCS-51系列单片机存储空间配置

8051的存储器组织结构可以分为三个不同的存储空间

1. 64KB的程序存储器（ROM），包括片内ROM和片外ROM

2. 64KB的外部数据存储器（外RAM）

3. 256B的内部数据存储器（内RAM)(包括特殊功能寄存器）

   

（1）8051的程序存储器（ROM）

地址范围：0000H~FFFFH，共计64KB

低段4KB：0000H~0FFFH

8051和8751在片内，8031在片外。高段60KB：1000H~FFFFH。在片外。

读写ROM用MOVC指令，控制信号是PSEN和EA。

（2）8051的数据存储器（RAM)

数据存储器分为外RAM和内RAM

外RAM地址范围：0000H~FFFFH共64K

内RAM地址范围：00H~FFH共256B，分为两个部分：

1. 内部存储器空间，地址为00H~7FH(低128B）

2. 特殊功能寄存器，地址为80H~FFH（高128B）

   访问片外RAM用MOVX指令，访问片内RAM用MOV指令

2.5 8051片内数据存储空间（低128B）

（1）工作寄存区（00H~1FH)

作用：有专用于工作寄存器操作的指令，读写速度一般比内RAM要快，指令字节比一般直接寻址指令短，还具有间接寻址功能 （只有R0、R1可以）

工作寄存器 区分为四个区：0、1、2、3区。每区有八个寄存器：R0~R7

（2）位寻址区（20H~2FH）

作用：不但有字节地址，而且每一字节地址还有位地址，可以进行位操作

（3）数据缓冲区（30H~7FH)

作用：用于存放各种数据和中间结果，起到数据缓冲作用。堆栈一般开辟在这个区域

00H~7FH是一般用户能操作的区

2.6特殊功能寄存器（高128B）

21个特殊功能寄存器，其中字节地址末尾是0H或8H的寄存器每一位都有位地址，可以进行位操作

特殊功能寄存器SFR

占用地址字节：80H~FFH

位寻址器：其字节地址可被8整除，也即上面讲的0H、8H结尾

专用寄存器：

A、B、PSW、DPTR、SP

I/O接口寄存器：

P0、P1、P2、P3、SBUF、TMOD、TCON、SCON…

(1)累加器Acc

最常用的寄存器，所有的运算类指令都要使用它。累加器在指令中助记符位A，自身带有全零标志Z，若A=0则Z=1；若A ！= 0则Z = 0。该标志常用于程序分支转移的判断条件

（2）B寄存器

80C51中，在做乘除法时必须使用B寄存器，不做乘除法时，可作为一般寄存器使用

（3）程序状态字PSW

（4）堆栈指针SP

以后用到再来完善

（5）数据指针DPTR

分成DPL（低8位）和DPH（高8位）两个寄存器，用来存放16位地址值。

2.7并行I/O口

四个8位的双向并行端口：P0、P1、P2、P3

P0、P1、P2、P3口对应四个数据锁存器：P0、P1、P2、P3，对应内部RAM地址为80H、90H、A0H、B0H，访问I/O端口可以位寻址，当单片机复位时，P0~P3锁存器内容均为1

为了介绍方便我们以P1、P2、P3、P0的顺序进行介绍。

（1）P1口

P1口只有简单的双向I/O功能,是各口中功能最简单的一个。

在实现输出状态时我们可以参考下图：

内部总线向D触发器输入0时，V1受到高电平导通，vcc接地，因而对外输出0，同理在总线向D触发器输入1时，V1受到低电平截止，P1口从而输出高电平。

P1口在接受数据时我们可参考下图：

我们希望P1口接受数据时首先得让场效应管截止，因而需要先行输出一个高电平，使D触发器输入端为高电平，从而使高低电平的信号成功到达总线。

因而在输入数据前首先得输出一次高电平！

（2）P2口

首先我们可以用P2口实现P1口的功能：

当CPU发出控制信号1时，使多路开关MUX导向内部地址线，使P2口作为高8位地址线使用。

P2口的驱动能力为四个LSTTL门电路

（3）P3口

P3在具有我们之前介绍的P1所有的功能（如下图所示）还有第二功能。

当P3口的第二功能都保持高电平时，P3口作为通用I/O口使用，功能与P1相同

（4）P0口

P0是一个三态双向口，可作为地址/数据分时复用口，也可作为通用I/O接口也就是P1口的功能。

当控制信号为低电平时可做通用I/O口使用。
由于其缺乏上拉电阻，需外接一个上拉电阻才能输出高电平。

当控制信号为高电平时，P0口作为地址/数据分时复用总线。

3、MCS-51系列单片机的复位方式

（1）复位条件

复位（RST）引脚（9脚）上加一个持续时间为两个机器周期的高电平

若单片机时钟频率为 12MHz，则机器周期为 1us，那么则需要持续 2us以上的时间。

（2）复位后内部寄存器状态

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的51单片机学习笔记——基于C与汇编（1） 初识51单片机全部内容，希望文章能够帮你解决51单片机学习笔记——基于C与汇编（1） 初识51单片机所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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