高速51單片機

㈠ 51單片機應該掌握哪些

任何一款mcu，其基本原理和功能都是大同小異，所不同的只是其外圍功能模塊的配置及數量、指令系統等。對於指令系統，雖然形式上看似千差萬別，但實際上只是符號的不同，其所代表的含義、所要完成的功能和定址方式基本上是類似的。因此，對於任何一款mcu，主要應從如下的幾個方面來理解和掌握：

* mcu的特點：要了解一款mcu，首先需要知道就是其ROM空間、RAM空間、IO口數量、定時器數量和定時方式、所提供的外圍功能模塊（Peripheral Circuit）、中斷源、工作電壓及功耗等等。

* 了解這些mcu Features後，接下來第一步就是將所選mcu的功能與實際項目開發的要求的功能進行對比，明確那些資源是目前所需要的，那些是本項目所用不到的。對於項目中需要用到的而所選mcu不提供的功能，則需要認真理解mcu的相關資料，以求用間接的方法來實現，例如，所開發的項目需要與PC機COM口進行通訊，而所選的mcu不提供UART口，則可以考慮用外部中斷的方式來實現；

* 對於項目開發需要用到的資源，則需要對其Manua*進行認真的理解和閱讀，而對於不需要的功能模塊則可以忽略或瀏覽即可。對於mcu學習來講，應用才是關鍵，也是最主要的目的。

* 明確了mcu的相關功能後，接下來就可以開始編程了。對於初學者或初次使用此款mcu的設計者來說，可能會遇到很多對mcu的功能描述不明確的地方，對於此類問題，可以通過兩種方法來解決，一種是編寫特別的驗證程序來理解資料所述的功能；另一種則可以暫時忽略，程序設計中則按照自己目前的理解來編寫，留到調試時去修改和完善。前一種方法適用於時間較寬松的項目和初學者，而後一種方法則適合於具有一定mcu開發經驗的人或項目進度較緊迫的情況；

* 指令系統千萬不要特別花時間去理解。指令系統只是一種邏輯描述的符號，只有在編程時根據自己的邏輯和程序的邏輯要求來查看相關的指令即可，而且隨著編程的進行，對指令系統也會越來越熟練，甚至可以不自覺地記憶下來；

mcu的基本功能：

對於絕大多數mcu，下列功能是最普遍也是最基本的，針對不同的mcu，其描述的方式可能會有區別，但本質上是基本相同的：

* Timer（定時器）：Timer的種類雖然比較多，但可歸納為兩大類：一類是固定時間間隔的Timer，即其定時的時間是由系統設定的，用戶程序不可控制，系統只提供幾種固定的時間間隔給用戶程序進行選擇，如32Hz，16Hz，8Hz等，此類Timer在4位mcu中比較常見，因此可以用來實現時鍾、計時等相關的功能；另一類則是Programmable Timer（可編程定時器），顧名思義，該類Timer的定時時間是可以由用戶的程序來控制的，控制的方式包括：時鍾源的選擇、分頻數（Prescale）選擇及預制數的設定等，有的mcu三者都同時具備，而有的則可能是其中的一種或兩種。此類Timer應用非常靈活，實際的使用也千變萬化，其中最常見的一種應用就是用其實現PWM輸出（具體的應用，後續會有特別的介紹）。由於時鍾源可以自由選擇，因此，此類Timer一般均與Event Counter（事件計數器）合在一起；

* IO口：任何mcu都具有一定數量的IO口，沒有IO口，mcu就失去了與外部溝通的渠道。根據IO口的可配置情況，可以分為如下幾種類型：

** 純輸入或純輸出口：此類IO口有mcu硬體設計決定，只能是輸入或輸出，不可用軟體來進行實時的設定；

** 直接讀寫IO口：如MCS-51的IO口就屬於此類IO口。當執行讀IO口指令時，就是輸入口；當執行寫IO口指令則自動為輸出口；

** 程序編程設定輸入輸出方向的：此類IO口的輸入或輸出由程序根據實際的需要來進行設定，應用比較靈活，可以實現一些匯流排級的應用，如I2C匯流排，各種LCD、LED Driver的控制匯流排等；

** 對於IO口的使用，重要的一點必須牢記的是：對於輸入口，必須有明確的電平信號，確保不能浮空（可以通過增加上拉或下拉電阻來實現）；而對於輸出口，其輸出的狀態電平必須考慮其外部的連接情況，應保證在Standby或靜態狀態下不存在拉電流或灌電流。

* 外部中斷：外部中斷也是絕大多數mcu所具有的基本功能，一般用於信號的實時觸發，數據采樣和狀態的檢測，中斷的方式由上升沿、下降沿觸發和電平觸發幾種。外部中斷一般通過輸入口來實現，若為IO口，則只有設為輸入時其中斷功能才會開啟；若為輸出口，則外部中斷功能將自動關閉（ATMEL的ATiny系列存在一些例外，輸出口時也能觸發中斷功能）。外部中斷的應用如下：

** 外部觸發信號的檢測：一種是基於實時性的要求，比如可控硅的控制，突發性信號的檢測等；而另一種情況則是省電的需要；

** 信號頻率的測量；為了保證信號不被遺漏，外部中斷是最理想的選擇；

** 數據的解碼：在遙控應用領域，為了降低設計的成本，經常需要採用軟體的方式來對各種編碼數據進行解碼，如Manchester和PWM編碼的解碼；

** 按鍵的檢測和系統的喚醒：對於進入Sleep狀態的mcu，一般需要通過外部中斷來進行喚醒，最基本的形式則是按鍵，通過按鍵的動作來產生電平的變化；

* 通訊介面：mcu所提供的通訊介面一般包括SPI介面，UART，I2C介面等，其分別描述如下：

** SPI介面：此類介面是絕大多數mcu都提供的一種最基本通訊方式，其數據傳輸採用同步時鍾來控制，信號包括：SDI（串列數據輸入）、SDO（串列數據輸出）、SCLK（串列時鍾）及Ready信號；有些情況下則可能沒有Ready信號；此類介面可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說法就是看誰提供時鍾信號，提供時鍾的一方為Master，相反的一方則為Slaver；

** UART（Universal Asynchronous Receive Transmit）：屬於最基本的一種非同步傳輸介面，其信號線只有Rx和Tx兩條，基本的數據格式為：Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even, Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位數據所佔的時間稱為Baud Rate（波特率）。對於大多數的mcu來講，數據為的長度、數據校驗方式（奇校驗、偶校驗或無校驗）、停止位（Stop Bit）的長度及Baud Rate是可以通過程序編程進行靈活設定。此類介面最常用的方式就是與PC機的串口進行數據通訊。

** I2C介面：I2C是由Philips開發的一種數據傳輸協議，同樣採用2根信號來實現：SDAT（串列數據輸入輸出）和SCLK（串列時鍾）。其最大的好處是可以在此匯流排上掛接多個設備，通過地址來進行識別和訪問；I2C匯流排的一個最大的好處就是非常方便用軟體通過IO口來實現，其傳輸的數據速率完全由SCLK來控制，可快可慢，不像UART介面，有嚴格的速率要求。

* Watchdog（看門狗定時器）：Watchdog也是絕大多數mcu的一種基本配置（一些4位mcu可能沒有此功能），大多數的mcu的Watchdog只能允許程序對其進行復位而不能對其關閉（有的是在程序燒入時來設定的，如Microchip PIC系列mcu），而有的mcu則是通過特定的方式來決定其是否打開，如Samsung的KS57系列，只要程序訪問了Watchdog寄存器，就自動開啟且不能再被關閉。一般而言watchdog的復位時間是可以程序來設定的。Watchdog的最基本的應用是為mcu因為意外的故障而導致死機提供了一種自我恢復的能力。

mcu程序的編寫：

mcu的程序的編寫與PC下的程序的編寫存在很大的區別，雖然現在基於C的mcu開發工具越來越流行，但對於一個高效的程序代碼和喜歡使用匯編的設計者來講，匯編語言仍然是最簡潔、最有效的編程語言。對於mcu的程序編寫，其基本的框架可以說是大體一致的，一般分為初始化部分（這是mcu程序設計與PC最大的不同），主程序循環體和中斷處理程序三大部分（見圖1 a 和 b），其分別說明如下：

* 初始化：對於所有的mcu程序的設計來講，出世化是最基本也是最重要的一步，一般包括如下內容：

** 屏蔽所有中斷並初始化堆棧指針：初始化部分一般不希望有任何中斷發生；

** 清除系統的RAM區域和顯示Memory：雖然有時可能沒有完全的必要，但從可靠性及一致性的角度出發，特別是對於防止意外的錯誤，還是建議養成良好的編程習慣；

** IO口的初始化：根據項目的應用的要求，設定相關IO口的輸入輸出方式，對與輸入口，需要設定其上拉或下拉電阻；對於輸出口，則必須設定其出世的電平輸出，以防出現不必要的錯誤；

** 中斷的設置：對於所有項目需要用到的中斷源，應該給予開啟並設定中斷的觸發條件，而對於不使用的多餘的中斷，則必須給予關閉；

** 其他功能模塊的初始化：對於所有需要用到的mcu的外圍功能模塊，必須按項目的應用的要求進行相應的設置，如UART的通訊，需要設定Baud Rate，數據長度，校驗方式和Stop Bit的長度等，而對於Programmer Timer，則必須設置其時鍾源，分頻數及Reload Data等；

** 參數的出世化：完成了mcu的硬體和資源的出世化後，接下來就是對程序中使用到的一些變數和數據的初始化設置，這一部分的初始化需要根據具體的項目及程序的總體安排來設計。對於一些用EEPROM來保存項目預制數的應用來講，建議在初始化時將相關的數據拷貝到mcu的RAM，以提高程序對數據的訪問速度，同時降低系統的功耗（原則上，訪問外部EEPROM都會增加電源的功耗）。

* 主程序循環體：大多數mcu是屬於長時間不間斷運行的，因此其主程序體基本上都是以循環的方式來設計，對於存在多種工作模式的應用來講，則可能存在多個循環體，相互之間通過狀態標志來進行轉換。對於主程序體，一般情況下主要安排如下的模塊：

** 計算程序：計算程序一般比較耗時，因此堅決反對放在任何中斷中處理，特別是乘除法運算；

** 實時性要求不高或沒有實時性要求的處理程序；

** 顯示傳輸程序：主要針對存在外部LED、LCD Driver的應用；

* 中斷處理程序：中斷程序主要用於處理實時性要求較高的任務和事件，如，外部突發性信號的檢測，按鍵的檢測和處理，定時計數，LED顯示掃描等。一般情況下，中斷程序應盡可能保證代碼的簡潔和短小，對於不需要實時去處理的功能，可以在中斷中設置觸發的標志，然後由主程序來執行具體的事務——這一點非常重要，特別是對於低功耗、低速的mcu來講，必須保證所有中斷的及時響應。

* 對於不同任務體的安排，不同的mcu其處理的方法也有所不同。例如，對於低速、低功耗的mcu（Fosc＝32768Hz）應用，考慮到此類項目均為手持式設備和採用普通的LCD顯示，對按鍵的反應和顯示的反應要求實時性較高，應此一般採用定時中斷的方式來處理按鍵的動作和數據的顯示；而對於高速的mcu，如Fosc>1MHz的應用，由於此時mcu有足夠的時間來執行主程序循環體，因此可以只在相應的中斷中設置各種觸發標志，並將所有的任務放在主程序體中來執行；

* 在mcu的程序設計中，還需要特別注意的一點就是：要防止在中斷和主程序體中同時訪問或設置同一個變數或數據的情況。有效的預防方法是，將此類數據的處理安排在一個模塊中，通過判斷觸發標志來決定是否執行該數據的相關操作；而在其他的程序體中（主要是中斷），對需要進行該數據的處理的地方只設置觸發的標志。——這可以保證數據的執行是可預知和唯一的。

總之，對於mcu開發來講，必須記住一點：「條條大路通羅馬」，沒有做不到的事，關鍵是看方法是否正確！再就是多做多動手和多想。

㈡ 80C51單片機引腳圖及引腳功能介紹

單片機的40個引腳大致可分為4類：電源、時鍾、控制和I/O引腳。

1、電源:

（1）VCC - 晶元電源，接+5V；

（2） VSS - 接地端；

2、時鍾:XTAL1、XTAL2 - 晶體振盪電路反相輸入端和輸出端。

3、控制線:控制線共有4根，

（1）ALE/PROG:地址鎖存允許/片內EPROM編程脈沖。

ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址。

PROG功能：片內有EPROM的晶元，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。

（2） PSEN:外ROM讀選通信號。

（3）RST/VPD:復位/備用電源。

RST（Reset）功能：復位信號輸入端。

VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。

（4）EA/Vpp:內外ROM選擇/片內EPROM編程電源。

EA功能：內外ROM選擇端。

Vpp功能：片內有EPROM的晶元，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。

(2)高速51單片機擴展閱讀：

80c51單片機簡介：

MCS-51具有典型的結構，完善的匯流排，SFR集中管理模式，位操作系統和豐富的控制功能指令統，為MCU的發展奠定了良好的基礎。

MCS-51系列的典型晶元是80C51（CHMOS 8051）。出於這個原因，許多製造商已經開始以80C51為代表的8位微控制器的開發，如飛利浦，達拉斯，ATMEL等。我們將這些公司生產的80C51兼容微控制器稱為80C51系列。

特別是近年來，80C51系列取得了很大的進步，並推出了一些新產品，主要是為了提高單片機的控制功能，如高速I / O口，ADCPWM，WDT，低電壓，微功耗，電磁兼容性，串列擴展匯流排和控制網路匯流排。

此外，ATMEL公司開發的89CXX系列將快閃記憶體（EEPROM）集成到80C51作為用戶程序存儲器，不改變80C51的結構和指令系統。

㈢ 51單片機最快速度可以達到多少

單片機的速度是以MIPS（1MIPS相當於每秒鍾執行1百萬條指令）為單位計算的，一般的AT89S52單片機（12M晶振）的速度是1MIPS，飛利浦的單片機同樣晶振下可以達到2MIPS，華邦的51可以達到3-4MIPS，STC的51可以達到12MIPS，
再考慮到晶振的影響，按照現有資料，最快的應該在STC和C8051F系列單片機之間選，STC理論上最多可以達到90MIPS（個人認為很玄乎），C8051F可以達到25-100MIPS。

㈣ 80C51單片機簡介

80C51單片機屬於MCS-51系列單片機，由Intel公司開發。

概述：

1、80C51有兩個16位定時計數器，兩個外中斷，兩個定時計數中斷，及一個串列中斷，並有4個8位並行輸入口。

2、80C51內部有時鍾電路，但需要石英晶體和微調電容外接，由於80C51的系統性能滿足系統數據採集及時間精度的要求，而且產品產量豐富來源廣，應用也很成熟，故採用來作為控制核心。

3、80C51採用40引腳雙列直插式DIP，內有128Byte的RAM單元及4K的ROM。

(4)高速51單片機擴展閱讀

80C51的優點及用途：

1、擁有良好的集成度；

2、自身體積較小，簡易攜帶；

3、擁有強大的控制功能，同時運行電壓比較低。

用途：

80C51主要應用於下面幾種領域當中，分別是：自動化辦公、機電一體化、尖端武器和國防軍事領域、航空航天領域、汽車電子設備、醫用設備領域、商業營銷設備、計算機通訊、家電領域、日常生活和實時控制領域等。

參考資料來源：網路-80c51

㈤ 51單片機的電路算高速電路了嗎

現在不能屬於高速電路了。時代在發展

㈥ 51系列單片機特點，型號和性能

51單片機是對所有兼容Intel 8031指令系統的單片機的統稱。該系列單片機的始祖是Intel的8004單片機，後來隨著Flash rom技術的發展，8004單片機取得了長足的進展，成為應用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應用於工業測控系統之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今後很長的一段時間內將佔有大量市場。51單片機是基礎入門的一個單片機，還是應用最廣泛的一種。需要注意的是51系列的單片機一般不具備自編程能力。

主要產品
Intel(英特爾)的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；
ATMEL(艾德梅爾)的：89C51、89C52、89C2051，89S51（RC），89S52（RC）等；
Philips(飛利浦)、華邦、Dallas(拉達斯)、Siemens(西門子)等公司的許多產品；
STC(國產宏晶)單片機：89c51、89c52、89c516、90c516等眾多品牌。

㈦ 除了cpu之外,51單片機的片內都集成了哪些外圍功能部件

MCS-51單片機內部包含哪些主要邏輯功能部件有：(1)1個8位的微處理器CPU。(2)8KB的片內程序存儲器Flash ROM(51子系列的Flash ROM為4KB)，用於燒錄運行的程序、常數數據。(3)256B的片內數據存儲器RAM(51子系列的RAM為128B)，在程序運行時可以隨時。主要包括： 8位cpu 片內帶振盪器 片內數據存儲器 片內程序存儲器（不一定都有） 外部程序存儲器的定址定址功能單元 外部數據存儲器的定址定址功能單元 布爾數據定址單元 特殊功能寄存器定址單元 4個8位的I/O並行介面：P0、P1、P2、P3 兩個16位定時、計數器 兩個優先順序別的五個中斷源 一個全雙工的串列I/O介面，可多機通信。單片是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的300M的高速單片機。

㈧ 51單片機的優缺點

一、51單片機

應用最廣泛的8位單片機當然也是初學者們最容易上手學習的單片機，最早由Intel推出，由於其典型的結構和完善的匯流排專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統，堪稱為一代「經典」，為以後的其它單片機的發展奠定了基礎。

51單片機之所以成為經典，成為易上手的單片機主要有以下特點：

特性

1、從內部的硬體到軟體有一套完整的按位操作系統，稱作位處理器，處理對象不是字或位元組而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送、置位、清零、測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備，使用起來得心應手。

2、同時在片內RAM區間還特別開辟了一個雙重功能的地址區間，使用極為靈活，這一功能無疑給使用者提供了極大的方便。

3、乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘**能，作乘法時還得編上一段子程序調用，十分不便。

缺點

（雖然是經典但是缺點還是很明顯的）

1、AD、EEPROM等功能需要靠擴展，增加了硬體和軟體負擔

2、雖然I/O腳使用簡單，但高電平時無輸出能力，這也是51系列單片機的最大軟肋

3、運行速度過慢，特別是雙數據指針，如能改進能給編程帶來很大的便利

4、51單片機保護能力很差，很容易燒壞晶元

應用范圍：目前在教學場合和對性能要求不高的場合大量被採用。

使用最多的器件：8051、80C51

㈨ 51單片機是什麼

什麼叫單片機？

答: 單片機因將其主要組成部分集成在一個晶元上而得名,具體說就是把中央處理器CPU( Central Processing Unit)、隨機存儲器RAM( Random Access Memory)、只讀存儲器 ROM( Read Only Memory)、中斷系統、定時器/計數器以及 I/O(Input/Output)介面電路等主要微型機部件集成在一塊晶元上。雖然單片機只是一個晶元, 但從組成和功能上看,它已具有計算機系統的屬性,為此稱它為單片微型計算機 SCMC ( Single Chip Micro Computer),簡稱單片機。

單片機發展的歷史變不長，但是單片機發展速度很快，其種類已有太多，從1位、4位、8位發展到16位、32位單片機，集成度越來越高，功能越來越強，應用也越來越廣。如今高速單片機發展到300M。

單片機的分類和應用領域

1.單片機的分類

按控制應用的需要,單片機可分成為通用型和專用型兩種類型。通用型單片機是一 種基本晶元,它的內部資源比較豐富,性能全面且適用性強,能覆蓋多種應用需求。用戶可以根據需要設計成各種不同應用的控制系統,即通用單片機有一個再設計的過程。

通過用戶的進一步設計,才能組建成一個以通用單片機晶元為核心、再配以其他外部電路的應用控制系統。

2.單片機的應用領域

(1)工業自動化方面。工業生產的自動化,能使工業系統處於最佳狀態、提高經濟效益、改善產品質量和減輕操作人員的勞動強度。所以,自動化技術已在機械、電子、電力、石油、化工、紡織、食品等輕重工業領域中得到廣泛的應用。在工業自動化技術中,無論是過程式控制制技術、數據採集和測控技術,還是生產線上的機器人技術,都需要有單片機的參與。在工業自動化的領域中,機電一體化技術將發揮越來越重要的作用,在這種集機械、微電子和計算機技術於一體的綜合技術中,單片機將發揮越來越大的作用。

(2)儀器儀表方面。現代儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高,對此最好使用單片機來實現。隨著單片機的使用,又將加速儀器儀表向數字化、智能化、多功能化和柔

性化方向的發展。而且,單片機的使用還有助於提高儀器儀表的精度和准確度,簡化結構、減小體積及質量而易於攜帶和使用。並具有降低成本,增強抗干擾能力,便於增 加顯示、報警和自診斷等功能。

(3)家用電器方面。智能化是家用電器產品發展的趨勢,而家電智能化的進一步提高就需要有單片機的參與，所以生產廠家常標榜「計算機控制」，以提高其產品的檔次，例如洗衣機、電冰箱、空調、微波爐、電視機和音響視頻設備等，這里所說的「計算機」實際上就是單片機。