什么是单片机结构和原理？
89C51单片机结构框图1、一个8位 的微处理器CPU。
2、片内数据存储器(RAM128B/256B）:用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等。
3、片内4kB程序存储器Flash ROM（4KB）:用以存放程序、一些原始数据和表格。
4、四个8位并行I/O（输入/输出）接口 P0~P3:每个口可以用作输入，也可以用作输出。
5、两个或三个定时/计数器: 每个定时/计数器都可以设置成计数方式，用以 对 外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果 实现计算机控制
6、一个全双工UART的串行I/O口:可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。
7、片内振荡器和时钟产生电路:但需外接晶振和电容。
8、五个中断源的中断控制系统。
9、具有节电工作方式：休闲方式及掉电方式。
在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。此时的电流可降到大约为正常工作方式的15%。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，故只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。这种方式下的电流可降到15 μA以下，最小可降到06 μA。
结构：
由中央处理单元（CPU）、存储器（ROM及RAM）和I/O接口组成。89C51单片机内部结构如图所示：
下面介绍的是mcs-51
MCS-51单片机存储器的配置特点
① 内部集成了4K的程序存储器ROM；
② 内部具有256B的数据存储器RAM；
③ 可以外接64K的程序存储器ROM和 数据存储器RAM。
从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。
从逻辑上讲（既编程的角度），51单片机的存储系统实际上分为三个存储空间。
1. 片内数据存储器RAM；
2. 片外数据存储器RAM；
3. 片内或外的程序存储器ROM（由EA电平决定）。
1.程序存储器ROM用于存放程序、常数或表格。
2.在51单片机中，由引脚 /EA 上的电平选择内、外ROM： EA=1时,CPU执行片内的4KROM中的程序; EA=0时，CPU选择片外ROM中的程序。
3.无论是使用片内还是使用片外ROM，程序的起始地址都是从ROM的0000H单元开始。
4.尽管系统可以同时具备片内ROM和外部ROM，但是在一般正常使用情况下，通过/EA的设定来选择其一（或者使用内部ROM，或者使用外部ROM）。
5.如果EA=1（执行片内程序存储器中程序时):如果程序计数器的指针PC值超过0FFFH（4K）时，单片机就要自动的转向片外的ROM存储器且从1000H单元开始执行程序（无法使用片外ROM的低4K空间）。
6.当程序超过4K时，有两种使用程序存储器ROM的方法：
①设置EA=0，使用外部ROM。从地址=0000H开始；
②设置EA=1，使用内部的4KROM和外部ROM（地址从1000H开始的单元）。
程序存储器六个特殊的单元:
在ROM中有六个单元具有特定功能。
0000H单元：复位时程序计数器PC所指向的单元，因此用来 存放程序中的第一条指令；
0003H单元：外部中断/INT0的矢量入口地址；
000BH单元：定时器T0溢出中断的矢量入口地址；
0013H单元：外部中断/INT1的矢量入口地址；
001BH单元：定时器T1的溢出中断矢量入口地址；
0023H单元：串行口接收、传送的中断矢量入口地址。
矢量入口单元：在编写中断程序时，写入对应的“跳板指令”
单片机第一条指令的两个特征：
①存放在ROM的0000H单元；
②必须是“跳转指令”以跳过下面的5个中断矢量，转到后面的真正的主程序入口0100H单元。
ORG 0000H LJMP 0100H
ORG 0100H
START: MOV A,#00H
∶ ∶
∶ ∶
∶ ∶
∶ ∶
END
外部程序存储器：
当单片机使用外ROM存储器时（扩展系统），必须设定/EA=0，此时单片机的端口功能就要发生相应的改变：
① P0、P2作为外部ROM的地址和数据总线；
② 使用引脚/psen信号来选通外部ROM的数据三态输出。
内部数据存储器RAM：
无论在物理上还是逻辑上，系统中RAM 都可分为两个独立空间：内部和外部RAM。由不同的指令来访问。
1.访问内部数据存储单元时，使用 MOV 指令；
2.访问外部数据存储器时，使用 MOVX 指令。内部RAM从功能上将256B空间分为二个不同的块：
1.低128B的RAM块；
2.高128B的SFR（Special Function Register ）块。
在低128B的RAM存储单元中又可划分为：
1.工作寄存器区；
2.位寻址区；
3.通用存储数据的“便签区”。
高128B的专用寄存器区SFR中仅仅使用了21寄存器（51系列），其它107个单元不能使用。
绛旓細鍗曠墖鏈(MCU,MicrocontrollerUnit)鏄竴绉嶉泦鎴愮數璺紝瀹冨皢寰帶鍒跺櫒銆佸瓨鍌ㄥ櫒銆佽緭鍏/杈撳嚭鎺ュ彛绛夊姛鑳介泦鎴愬湪涓涓皬鍨嬨佷綆鎴愭湰鐨勮姱鐗囦笂銆傚畠閫氬父鍖呭惈浠ヤ笅缁勬垚閮ㄥ垎锛1.寰帶鍒跺櫒锛氱敱涓ぎ澶勭悊鍣(CPU)銆佹帶鍒跺崟鍏(CU)鍜岀畻鏈昏緫鍗曞厓(ALU)缁勬垚锛岃礋璐ｆ墽琛屾帶鍒剁▼搴忋2.瀛樺偍鍣細鐢卞唴閮ㄥ瓨鍌ㄥ櫒鍜屽閮ㄥ瓨鍌ㄥ櫒缁勬垚锛屽瓨鍌ㄧ▼搴忎唬鐮...
绛旓細鐢变腑澶鐞嗗崟鍏冿紙CPU锛夈佸瓨鍌ㄥ櫒锛圧OM鍙奟AM锛夊拰I/O鎺ュ彛缁勬垚銆89C51鍗曠墖鏈鍐呴儴缁撴瀯濡傚浘鎵绀猴細涓嬮潰浠嬬粛鐨勬槸mcs-51 MCS-51鍗曠墖鏈哄瓨鍌ㄥ櫒鐨勯厤缃壒鐐 鈶 鍐呴儴闆嗘垚浜4K鐨勭▼搴忓瓨鍌ㄥ櫒ROM锛涒憽 鍐呴儴鍏锋湁256B鐨勬暟鎹瓨鍌ㄥ櫒RAM锛涒憿 鍙互澶栨帴64K鐨勭▼搴忓瓨鍌ㄥ櫒ROM鍜 鏁版嵁瀛樺偍鍣≧AM銆備粠鐗╃悊缁撴瀯鐨勮搴﹁锛51鍗曠墖鏈虹殑瀛樺偍绯...
绛旓細鍗曠墖鏈烘槸涓绉嶉泦鎴愬湪鐢佃矾鑺墖锛屾槸閲囩敤瓒呭ぇ瑙勬ā闆嗘垚鐢佃矾鎶鏈妸鍏锋湁鏁版嵁澶勭悊鑳藉姏鐨勪腑澶鐞嗗櫒CPU闅忔満瀛樺偍鍣≧AM銆佸彧璇诲瓨鍌ㄥ櫒ROM銆佸绉岻/O鍙ｅ拰涓柇绯荤粺銆佸畾鏃跺櫒/璁℃椂鍣ㄧ瓑鍔熻兘锛堝彲鑳借繕鍖呮嫭鏄剧ず椹卞姩鐢佃矾銆佽剦瀹借皟鍒剁數璺佹ā鎷熷璺浆鎹㈠櫒銆丄/D杞崲鍣ㄧ瓑鐢佃矾锛夐泦鎴愬埌涓鍧楃鐗囦笂鏋勬垚鐨勪竴涓皬鑰屽畬鍠勭殑璁＄畻鏈虹郴缁熴傚崟鐗囨満...
绛旓細鍗曠墖鏈猴紙Microcontrollers锛夋槸涓绉嶉泦鎴愮數璺姱鐗锛屾槸閲囩敤瓒呭ぇ瑙勬ā闆嗘垚鐢佃矾鎶鏈妸鍏锋湁鏁版嵁澶勭悊鑳藉姏鐨勪腑澶鐞嗗櫒CPU銆侀殢鏈哄瓨鍌ㄥ櫒RAM銆佸彧璇诲瓨鍌ㄥ櫒ROM銆佸绉岻/O鍙ｅ拰涓柇绯荤粺銆佸畾鏃跺櫒/璁℃暟鍣ㄧ瓑鍔熻兘锛堝彲鑳借繕鍖呮嫭鏄剧ず椹卞姩鐢佃矾銆佽剦瀹借皟鍒剁數璺佹ā鎷熷璺浆鎹㈠櫒銆丄/D杞崲鍣ㄧ瓑鐢佃矾锛夐泦鎴愬埌涓鍧楃鐗囦笂鏋勬垚鐨勪竴涓皬鑰屽畬鍠勭殑...
绛旓細鍗曠墖鏈鸿繍琛屽師鐞嗗崟鐗囨満锛圡icrocontroller锛夋槸涓绉嶉泦鎴愬湪涓涓姱鐗囦腑鐨勫井鎺у埗鍣銆傚畠鍖呮嫭浜嗗鐞嗗櫒鏍稿績銆佸瓨鍌ㄥ櫒銆佽緭鍏/杈撳嚭鎺ュ彛鍜屽鍥寸數璺鍗曠墖鏈洪氬父琚敤浜庢帶鍒跺拰鑷姩鍖栧悇绉嶅簲鐢锛屽瀹剁敤鐢靛櫒銆佸伐涓氭帶鍒躲佹苯杞︾數瀛愩侀氫俊鍜屾秷璐圭數瀛愪骇鍝佺瓑銆傚崟鐗囨満杩愯鍘熺悊涓昏鍒嗕负涓変釜閮ㄥ垎锛1.瀛樺偍鍣細鍗曠墖鏈轰腑鍖呭惈浜嗗悇绉嶇被鍨嬬殑瀛樺偍鍣...
绛旓細涓轰簡褰㈣薄鐨勬潵璇存槑鍗曠墖鏈鍐呴儴鐨缁撴瀯鍘熺悊锛岃繖閲屼笉璁夸妇濡傚浘2鎵绀虹殑璺戦┈鐏數璺潵闃愯堪銆傚浘涓數璺〃鏄庣殑鏈缁堢洰鐨勬槸璁㎜ED渚濇杞祦琚偣浜傞鍏堟槸閫氳繃璁℃暟鍣ㄥ杈撳叆鑴夊啿璁℃暟锛屼粠0鍒15鍏16涓剦鍐蹭负涓涓疆鍥烇紝涔熷嵆璁℃暟鍣ㄧ殑杈撳嚭渚濇涓轰簩杩涘埗鐨0000B鍒1111B锛屽啀鐢卞洓-鍗佸叚璇戠爜鍣ㄦ妸璁℃暟鍣ㄧ殑缁撴灉瑙ｇ爜杈撳嚭锛屽嵆渚濇缃甕0鍒...
绛旓細鍗曠墖鏈锛屽嵆鍗曠墖寰瀷璁＄畻鏈猴紙Single-Chip Microcomputer锛夛紝鏄竴绉嶅皢涓ぎ澶勭悊鍣紙CPU锛夈佸唴瀛樸佽緭鍏ヨ緭鍑烘帴鍙ｃ佸畾鏃跺櫒/璁℃暟鍣ㄧ瓑澶氱鍔熻兘閮ㄤ欢闆嗘垚鍦ㄤ竴鍧楄姱鐗囦笂鐨勫井鍨嬭绠楁満銆傚畠鐨勪富瑕佸伐浣鍘熺悊鍙互姒傛嫭涓猴細鍗曠墖鏈洪氳繃鍐呴儴绋嬪簭鎺у埗锛屾帴鏀跺閮ㄨ緭鍏ヤ俊鍙凤紝缁忚繃鍐呴儴澶勭悊鍚庯紝杈撳嚭鎺у埗淇″彿浠ラ┍鍔ㄥ閮ㄨ澶囨垨鏄剧ず缁撴灉銆傚崟鐗囨満鐨...
绛旓細鍗曠墖鏈哄氨鏄槸涓绉嶉泦鎴愮數璺姱鐗锛岄噰鐢ㄨ秴澶ц妯￠泦鎴愮數璺妧鏈紝鎶婂叿鏈夋暟鎹鐞嗚兘鍔涚殑涓ぎ澶勭悊鍣ㄣ侀殢鏈哄瓨鍌ㄥ櫒銆佸彧璇诲瓨鍌ㄥ櫒鍜屽绉岻/O涓茶鍙ｅ強涓柇绯荤粺銆佸畾鏃跺櫒銆佽鏁板櫒绛夊姛鑳介泦鎴愬湪涓鍧楃鐗囦笂缁勬垚涓涓井鍨嬪苟涓斿緢瀹屽杽鐨勮绠楁満绯荤粺锛屼互鍓嶅湪宸ヤ笟涓娇鐢ㄥ箍鑼冿紝鐜板湪寮濮嬭瀺鍏ョ敓娲荤殑鏂规柟闈㈤潰銆傜洰鍓嶅崟鐗囨満浣跨敤鐨勬洿鍔犲箍鑼冿紝...
绛旓細鍗曠墖鏈哄唴閮鍘熺悊鍗曠墖鏈锛岀畝绉癕CU锛屾槸涓绉嶉泦鎴愪簡CPU銆佸瓨鍌ㄥ櫒銆佹帴鍙ｃ佸畾鏃跺櫒/璁℃暟鍣ㄣ丄/D杞崲鍣ㄧ瓑鍔熻兘浜庝竴璧风殑鑺墖銆傚畠涓昏鐢ㄤ簬鎺у埗鍜岀洃鎺у悇绉嶇數瀛愯澶囥傚叿浣撴潵璇达紝鍗曠墖鏈哄唴閮ㄥ寘鎷簡涓涓狢PU锛岃繖涓狢PU璐熻矗鎵ц鎸囦护锛屽苟涓旇繕鏈変竴浜涘唴瀛樻潵瀛樺偍绋嬪簭鍜屾暟鎹紝杩樻湁涓浜涙帴鍙ｅ拰澶栬锛岀敤浜庡拰澶栭儴璁惧杩涜閫氫俊鍜屾帶鍒躲
绛旓細姣斿鍗曠墖鏈宸插箍娉涘簲鐢ㄤ簬鍙戝姩鏈烘帶鍒跺櫒銆丟PS瀵艰埅绯荤粺銆丄BS闃叉姳姝荤郴缁熴佸埗鍔ㄧ郴缁熶腑銆傝繕鍙互浣跨敤鍗曠墖鏈烘瀯鎴愬绉嶅鏍风殑鎺у埗绯荤粺锛屽宸ュ巶娴佹按绾跨殑鏅鸿兘鍖栫鐞嗐佺數姊櫤鑳藉寲鎺у埗銆佸悇绉嶆姤璀︾郴缁熴佷笌璁＄畻鏈鸿仈缃戞瀯鎴愪簩绾ф帶鍒剁郴缁熺瓑銆傚崟鐗囨満閲囩敤瓒呭ぇ瑙勬ā闆嗘垚鐢佃矾鎶鏈紝鍘熺悊鏄妸鍏锋湁鏁版嵁澶勭悊鑳藉姏鐨勪腑澶鐞嗗櫒CPU銆侀殢鏈哄瓨鍌ㄥ櫒RAM銆...
