第2章8051功能與結構.pdf

### 8051单片机的功能与结构详解 #### 一、8051单片机概述 8051单片机是由英特尔（Intel）公司在1980年代初期开发的一种微控制器，因其出色的性能和易于使用的特性，成为了微控制器领域的经典之作。随着技术的发展，基于8051内核的微控制器种类越来越多，涵盖了各种不同的应用需求。 #### 二、8051的基本功能特性 8051单片机具备以下基础特性： 1. **8位中央处理单元(CPU)**：负责执行所有的计算任务。 2. **内置4K字节的程序存储器(ROM)**：用于存放程序代码，最大可扩展至64K字节。 3. **128字节的数据存储器(RAM)**：用于临时存储数据，可外接扩展至64K字节。 4. **32条双向输入/输出(I/O)线**：分为四组8位的I/O端口（P0、P1、P2、P3），支持独立寻址。 5. **两个16位定时器/计数器(T0、T1)**：可用于定时或外部事件计数。（部分型号如80C52系列有第三个定时器T2） 6. **全双工串行通信接口(UART)**：支持异步数据传输。 7. **五个中断源**：包括外部中断(INT0、INT1)、定时器中断(T0、T1)以及串行通信中断(RX/TX)。 8. **内置振荡电路**：提供时钟信号，通常工作频率为12MHz。 #### 三、8051内部结构 8051单片机内部结构主要包括以下几个关键组成部分： 1. **中央处理单元(CPU)**：由算术逻辑单元(ALU)、累加器、通用寄存器组、内部总线等组成。CPU负责执行指令集中的所有指令。 2. **特殊功能寄存器(SFR)**：一组地址位于RAM高128字节区的寄存器，用于控制单片机的各种特殊功能。 3. **程序存储器(ROM)**：存放程序代码的地方。 4. **数据存储器(RAM)**：用于存储中间变量和工作数据。 5. **输入/输出(I/O)端口**：提供了与外部设备进行数据交换的能力。 6. **定时器/计数器**：用于实现定时或计数功能。 7. **串行通信接口(UART)**：支持异步串行通信。 8. **中断控制系统**：管理外部中断请求，使CPU能够响应突发事件。 #### 四、8051单片机的应用与发展 随着技术的进步，基于8051内核的微控制器得到了极大的发展。不同的厂商根据市场需求推出了各种版本的8051微控制器，它们可能具有不同的存储器容量、工作频率、特殊功能模块等。例如，有些型号支持闪存存储、在线编程、高级通信协议（如CAN总线、I²C）、模数转换器（A/D转换器）等。 在实际应用中，用户可以通过查阅各个型号的规格书（datasheet）来了解其具体的特性和参数。例如，Philips公司的P89C51RD系列微控制器，其规格书中详细描述了该芯片的特性，包括但不限于32K字节的闪存、1K字节的RAM、三个定时器/计数器等。 #### 五、总结 8051单片机作为一种经典的微控制器，在工业自动化、消费电子产品、汽车电子等领域有着广泛的应用。通过对8051单片机的基础功能特性和内部结构的理解，可以帮助开发者更好地利用这种强大的嵌入式设备来设计和实现复杂的应用系统。未来，随着更多新技术的融合，基于8051内核的微控制器将继续发挥重要作用。