DOC外文资料翻译51系列单片机的结构和功能单片机.doc

《51系列单片机的结构与功能详解》 51系列单片机，作为英特尔公司推出的8位微处理器，自1980年问世以来，因其强大的功能和广泛的适用性，成为了电子工程师们的重要工具。这个系列包含了多种型号，如8051、8031、8751等，尽管型号各异，但它们的核心结构、性能指标以及指令系统保持一致，通常以8051作为51系列的代表。 51系列单片机的基本结构主要包括以下几个关键部分： 1. **8位CPU微处理器**：作为单片机的"大脑"，8位CPU负责执行指令，控制整个系统的运行。其内部包含算术逻辑单元（ALU），能够进行基本的算术和逻辑运算，以及1个8位的暂存器和2个8位的累加器，其中累加器Acc是数据处理的关键环节。 2. **静态随机存取存储器（SRAM）**：用于存储运行过程中产生的临时数据，提供快速的读写能力。 3. **程序存储器**：一般为ROM或EPROM，存储程序和初始化数据。8051系列的ROM容量通常为4KB/8KB，而8031等型号则不内置ROM。 4. **I/O并行接口**：包含4个8位的P0~P3接口，既能作为输入也能作为输出，总共32条I/O线，可以灵活地与外部设备交互。 5. **定时器/计数器**：每个单片机有两个，可以用于计数外部事件或设定定时任务，对单片机的运行速度进行控制。 6. **中断源控制系统**：提供5个中断源，使得单片机能够响应外部事件，提高实时性。 7. **串行I/O口UART**：用于串行通信，实现单片机与其他设备之间的数据交换。 8. **振荡器和时钟电路**：通常需要外接石英晶体，产生单片机的工作时钟，频率范围1.2MHz至12MHz。 这些组件通过内部数据总线相互连接，共同构成了51系列单片机的完整系统。其中，程序计数器是执行程序的关键，它可以改变自身的内容以改变程序的执行流程。在8051中，外部石英晶体和微调电容组成的震荡电路决定了单片机的工作频率，这个频率决定了所有操作的最小时间单位。 51系列单片机的存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。程序存储器通常只读，存储固化的程序代码；而数据存储器则支持读写，用于存储运行时的变量和中间结果。8051和8751的程序存储器容量为4KB，而8031的数据存储器内存为128B。8051的存储器组织采用普林斯顿结构，分为内部和外部程序存储空间以及内部和外部数据存储空间，用户访问时需根据指令系统区分操作。 I/O端口方面，51系列单片机拥有四个8位并行端口，每个端口都有独立的输入输出功能，同时配备锁存器、输出驱动器和输入缓冲器，确保数据传输的准确性和实时性。当扩展外部存储器时，这些端口可以作为双向I/O口使用，其中P2口常作为高位地址线使用。 51系列单片机以其简单易用的特性，成为初学者入门及许多实际应用中的首选。其丰富的外设接口、灵活的存储器配置和强大的处理能力，使其在工业控制、家用电器、汽车电子等多个领域有着广泛的应用。了解并掌握51系列单片机的结构与功能，对于深入理解微处理器原理和电子系统设计具有重要意义。