MCU 51-1概述

Microcontroller Unit

单片机：将微处理器CPU、存储器（RAM、ROM) 、基本输入／输出（I/O) 接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。

微型计算机：将微处理器CPU、存储器（RAM、ROM）、基本输入/输出（I/O）接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配（卡）插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器和光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统。

51单片机是8位单片机。8位是一次能处理数据宽度是8位。

单片机内部结构：

单片机内部结构示意图如图所示，它由微处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/输出(I/O)接口电路、定时器/计数器和中断系统等部件组成，并把它们制作在一块大规模集成电路芯片上，就构成一个完整的单片微型计算机。

51单片机品种：

虽然目前单片机的品种很多，51系列的典型芯片是80C51（CHMOS型的8051）。为此，众多的厂商都介入了以80C51为代表的8位单片机的发展，如Philips、Siemens（Infineon）、Dallas、ATMEL、STC等公司，我们把这些公司生产的与80C51兼容的单片机统称为80C51系列。 如：ATMEL公司的AT89S51 AT89S52 AT89S53。 STC公司的STC89C51 STC89C52 STC89C53

80C51与STC89C52的区别

Intel公司在1980年推出80C51系列单片机，由于80C51单片机应用早，影响面很大，已经成为工业标准。后来很多著名厂商如Atmel，philps等公司申请了版权，生产了各种与80C51兼容的单片机系列。虽然制造工艺在不断地改进，但内核却没有变化，指令系统完全兼容，而且大多数管脚也兼容。因此，我们称这些与80C51内核相同的单片机为80C51系列单片机或51系列单片机。 由于80C51单片机是早期产品，用户无法将自己编写的应用程序烧写到单片机内的存储器，只能将程序交由芯片厂商代为烧写，并且是一次性的。8751单片机的内部存储器有了改进，用户可以将自己编写的程序写入单片机的内部存储器中，但需要用紫外线灯照射25分钟以上再烧写，烧写次数和电压也是有一定限制的。 ST89C52单片机是STC公司生产的产品，它把80C51内核与Flash技术相结合，推出可在线编程的单片机。STC89C52单片机指令系统、管脚完全与80C51兼容。

单片机发展：

20世纪80年代以来，单片机有了新的发展，各半导体器件厂商也纷纷推出自己的产品系列。根据市场的需求要求，未来单片机的发展趋势有如下几个方面： 单片机的字长由4位、8位、16 位发展到32位。 目前8位的单片机仍然占主流地位，只有在精度要求特别高的场合如图像处理等，才采用16位或32位的单片机，用户可以根据需要进行字长的选择。 运行速度不断提高。 单片机的使用最高频率由6MHz、12MHz 、24MHz、33MHz发展到 40MHz和更高，用户可以根据产品的需要进行速度的选择。

进制：

十进制：十进制就是我们所说的0—9十个数。十进制是逢十进一，借一当十。

二进制：二进制是逢二进一，借一当时二。

十六进制：十进制的0-15在十六进制中表示为：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A,B,C,D,E,F 其中从10-15是用A-F表示，字母不区分大小写

进制之间的转换：

十进制：25

二进制：2^0 + 2^3 + 2^4 --> 11001b

十六进制：11001 -->  0x19H

C语言简介：

CPL--》BCPL--》 B--》 C，其中：

CPL（Combined programming Language），1963，英国剑桥；

BCPL（Basic Combined programming Language）， 1967，英国剑桥；

B，1970，美国贝尔

C，1972，美国贝尔（D.Ritchie)

1973年，K.Thompson和D.Ritchie合作，将UNIX重写一遍，从此奠定了操作系统的基础。

1978年以后，C语言先后移植到大、中、小、微型机上。

真实会话语言 ¦ 人工智能会话语言 ¦ 命令语言¦  面向对象的语言(Java，C++)¦  C语言(面向过程)¦  面向机器的语言¦  汇编语言(移植性差) ¦ 机器语言 ¦ 硬件

bit and Byte:

位: 二进制数系统中，每个0或1就是一个位(bit)，位是内存的最小单位。

字节: 字节(Byte):8位二进制称为一字节。

1Byte = 8bit

1kB = 1024 Byte = 2^10 Byte

1MB = 1024 KB = 2^10 KB = 2^20 Byte

1GB = 1024 MB

1TB =1024 GB

数据类型：

sfr：特殊功能寄存器声明 如：sfr P0 = 0x80;

sbit： 特殊功能位声明 如：sbit LED1 = P0^1；

电平特性：

单片机是一种数字集成芯片，数字电路中只有两种电平:高电平和低电平。

我们学习的单片机呢就是TTL电平，其中高电平是5V，低电平是0V。 TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。 数字电路中，由TTL电子元器件组成电路使用的电平。电平是个电压范围，规定输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V

计算机串口用的是MAX232电平，其中高电平是-12V，低电平是+12V。

51 IO:

P0三态IO口，P1口内部有上拉普通准双向IO口

P2口内部有上拉普通准双向 IO口

P3口内部有上拉普通准双向IO口（有第二功能，可以通过配置特殊功能寄存 来实现）

P3第二功能各引脚功能定义：

P3.0：RXD串行口输入

P3.1：TXD串行口输出

P3.2：INT0外部中断0输入

P3.3：INT1外部中断1输入

P3.4：T0定时器0外部输入

P3.5：T1定时器1外部输入

P3.6：WR外部写控制

P3.7：RD外部读控制

为什么51单片机的晶振要选择11.0592MHz?

11.0592M是因为在进行通信时，12M频率进行串行通信不容易实现标准的波特率，比如9600，4800，而11.0592M计算时正好可以得到，因此在有通信接口的单片机中，一般选11.0592M。

振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。

时钟周期/震荡周期：1/11.0592=0.0904224537037037037037037037037 us

机器周期: 一个机器周期包含 12 个时钟周期。 在一个机器周期内, CPU可以完成一个独立的操作。

机器周期：1/11.0592 *12 =1.0850694444444444444444444444444 us