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MCS-51单片机的结构与具备哪些功能？

时间：2023-05-20 10:00:02

关键字：单片机存储器系统

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[导读]MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学习。我们也以这一代表性的机型进行系统的讲解。

MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学习。我们也以这一代表性的机型进行系统的讲解。

内部数据存储器(RAM)：

MCS-51单片机芯片共有256个RAM单元，其中后128单元被专用寄存器占用(稍后我们详解)，能作为寄存器供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。地址范围为00H~FFH(256B)。是一个多用多功能数据存储器，有数据存储、通用工作寄存器、堆栈、位地址等空间。

内部程序存储器(ROM)：

在前面也已讲过，MCS-51内部有4KB/8KB字节的ROM(51系列为4KB，51系列为8KB)，用于存放程序、原始数据或表格。因此称之为程序存储器，简称内部RAM。地址范围为0000H~FFFFH(64KB)。

定时器/计数器

51系列共有2个16位的定时器/计数器(52系列共有3个16位的定时器/计数器)，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。定时时靠内部分频时钟频率计数实现，做计数器时，对P3.4(T0)或P3.5(T1)端口的低电平脉冲计数。

并行I/O口

MCS-51共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3)以实现数据的输入输出。具体功能在后面章节中将会详细论述。

串行口

MCS-51有一个可编程的全双工的串行口，以实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为移位器使用。RXD( P3.0)脚为接收端口，TXD(P3.1)脚为发送端口。

中断控制系统

MCS-51单片机的中断功能较强，以满足不同控制应用的需要。51系列有5个中断源(52系列有6个中断源)，即外中断2个，定时中断2个，串行中断1个，全部中断分为高级和低级共二个优先级别，优先级别的设置我们也将在后面进行详细的讲解。

定时与控制部件

MCS-51单片机内部有一个高增益的反相放大器，基输入端为XTAL1输出端为XTAL2。MCS-51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。

一个单片机的系统是由以下几部分组成：(1)一个8位CPU微处理器。(2)静态随机存取存储器，能够储存程序运行过程中产生的数据。(3)程序存储器ROM / EPROM中(4KB/8KB)，用来保存程序和一些初始数据。但是在一些单片机中不使用ROM / EPROM中，如8031，8032，80c系列等。(4)4个8排的I / O并行接口P0 ~P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出。(5)2个定时器/计数器，每个定时器/计数器可设置计数用来计数外部事件，可以设置成常用的定时方式，并可以根据计算或结果控制单片机的运行。(6)五个中断源控制系统。(7)1个双向串行I / O口的UART(通用异步接收器/发送器UART)，用于实现单片机的串行通信。(8)振荡器和时钟产生电路，需要外部电源的石英晶体微调电路，允许接在12v的振荡频率上。上述部分通过内部数据总线连接。其中，CPU是单片机的核心，它是单片机的控制和指挥中心，ALU算数逻辑运算单元可进行算术运算和逻辑运算，由1个 8暂时存储器，和2个 8位的累加器组成。Acc累加器是ALU运算结果的存放单元，一般数据通过它来传送。