MCS-51单片机介绍

MCS-51单片机介绍主要内容：典型单片机（MCS-51,AT89S51,PIC,Motorola,AVR）的性能，MCS-51内部结构、特点、工作方式、时序和最小应用系统。为学生后续学习单片机应用系统设计、利用单片机解决工程实际问题打下坚实的基础。重点在于基本概念、组成原理、特点及MCS-51的最小应用系统，难点在于时序、ISP下载技术。典型单片机有MCS-51、MSP430、EM78、PIC、AVR等。MCS-51为主流产品。MSP430为低功耗产品，功能较强。EM78为低功耗产品，价格较低。PIC为低电压、低功耗、大电流LCD驱动、低价格产品。AVR为高速、低功耗产品，支持ISP、IAP，I/O口驱动能力较强。1.1典型单片机性能概览8051单片微机是美INTEL公司在1980年推出的MCS-51系列单片微机的第一个成员，MCS是INTEL公司的注册商标。凡INTEL公司生产的以8051为核心单元的其它派生单片微机都可称为MCS-51系列，有时简称为51系列。8051系列泛指所有公司生产的以8051为核心单元的所有单片微机。1.2MCS-51系列单片机有些文献甚至也将8051泛指MCS-51系列单片机，8051是早期的最典型的代表作。由于MCS-51单片机影响极深远，许多公司都推出了兼容系列单片机，就是说MCS-51内核实际上已经成为一个8位单片机的标准。其他的公司的51单片机产品都是和MCS-51内核兼容的产品。同样的一段程序，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL的89C51（已经停产）、89S51等。80C51系列单片微机是在MCS－51的HMOS基础上发展起来的，它们具有CHMOS结构。80C51系列单片微机保留了MCS－51单片微机的所有特性，内部组成基本相同。80C51系列单片微机包括Intel公司的MCS-51单片微机，又包括了以8051为核心单元的世界许多公司生产的单片微机，比如PHILIPS的83C552及51LPC系列等、SIEMENS的SAB80512等、AMD的8053等、OKI的MSM80C154等。。MCS-51内核系列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以MCS-51单片机作为代表进行基础学习。目前流行的ATMEL公司AT89系列如AT89S51，AT89S52，AT89C51(已停产)，是MCS-51内核系列兼容单片机。所有教科书、网络教程上的程序（不论教科书上采用的单片机是8051还是80C51还是MCS-51等等），在AT89系列上一样可以照常运行。1.3AT89系列单片机介绍几种单片机封装形式AT89系列单片机是ATEML公司的8位Flash单片机。AT89系列单片的核心是8031，在软件和硬件方面与MCS-51系列完全兼容，MCS—51系列单片机应用系统编写的程序可以直接使用。AT89系列的引脚排列、定义与MCS-51完全一致，可以直接替换。由于内部有Flash，所以编写的程序烧录很方便，易于电擦除，可以反复使用，非常方便用户对程序进行修改。Flash的容量从AT89C1051的1K到AT89S55的20K，有许多品种，选择余地大。1.4AT89系列单片机分类AT89系列单片机的型号由三个部分组成：前缀、型号、后缀。前缀：由AT字母组成、表示ATMEL公司型号：由89C××××或89LV××××来表示。89C××××中的9表示内部有Flash存储器，C为CMOS产品。89LV××××中的LV表示低电压产品。89S××××中的S表示含有串行下载的Flash存储器,××××表示器件的型号。例如AT89C52-12PI，表示为ATMEL公司产品，Flash存储器，CMOS芯片，速度为12MHz，DIP封装，工业产品。MCS-51系列单片机配置一览表系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntel51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15Intel52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20条引脚DIP封装）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40条引脚DIP封装）128/2562/33215/61.5AT89S52单片机介绍AT89S52的性能及特点如下：与MCS-51系列单片机产品兼容；片内有4K(8K)可在线重复编程的快速闪存可擦写存储器(FlashMemory)；存储器可循环写入/擦写10000次以上；存储器数据保存时间为10年以上；宽工作电压范围，VCC可为2.7V~6.5V；全静态工作：可从0Hz~24MHz；程序存储器具有三级加密保护；128个字节(256字节)的内部RAM；32条可编程I/O口线；三个16位定时器/计数器；中断结构具有5级(6级)中断源和两个优先级；可编程全双工串行通讯；空闲维持低功耗和掉电状态保护存储数据；具有JTAG接口，可方便地在线编程或在系统编程。1.6元器件实物图AT89系列单片机AT89C51AT89S51AT89S52AT89C2051通信芯片MAX232CPE时钟芯片DS1302EEPROM24C02温度传感器18B20AD变换器0832稳压片78L05晶振电阻和排电阻瓷片小电容零压力插座液晶字符显示屏液晶图形点阵显示屏拨动开关红外遥控用发射接受一体管继电器各类接插件8×8二极管点阵八段数码管面包板搭接的示例1面包板搭接的示例2超声波发射和接收一体化机能汉字显示的显示屏和实时时钟板电子万年历实验板成品1.7ISP技术ISP（In-SystemProgramming）Lattice是ISP（在线可编程）技术的发明者(据说Lattice公司最早是由华人创办的），ISP技术极大的促进了PLD产品的发展。在系统编程ISPISP（In-SystemProgramming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。ISP技术是未来发展方向。可以看出，这样的开发步骤有以下优点：1）不需频繁的拔插芯片，不容易损坏芯片的引脚；2）如果频繁的调试程序，换程序，不必重复拔插，大大提高了开发效率。ISP技术彻底地改变了传统的开发模式，它只要在电路板上留下个接口（如ispdown的十芯插座），配合ispdown的下载电缆，就可以不用拔出芯片，在电路板上就可以对芯片进行编程。微机的并口端连线1.8单片机的开发与应用方法简述由于单片机本身没有开发编程的能力，所以必须借助开发工具。硬开发工具:各种编程器、仿真开发机等编程开发设备；软开发工具:各种编辑、汇编、模拟调试等工具软件。开发过程：总体设计、硬件设计、制版与安装、软件设计、调试运行。硬件仿真调试：借助于各种实时在线开发仿真器，对目标程序进行多种方式的联机运行调试，从而发现程序中的错误之处并改正之。软件模拟仿真调试：借助于PC机系统，利用模拟（仿真）调试工具软件来进行目标程序的运行调试。仿真器和逻辑测试仪编程器编程器和芯片座打开软件界面，并演示。编程器软件界面各种实验板Dais单片机微机仿真实验系统