单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。

 

引脚功能

 

　　MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚分布请参照----单片机引脚图：

　　

  8051单片机引脚

l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。

　　l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。

　　l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。

　　l P3.0~P3.7 P3口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。

　　这4个I/O口具有不完全相同的功能，大家可得学好了，其它书本里虽然有，但写的太深，初学者很难理解，这里都是按我自已的表达方式来写的，相信你也能够理解。

编辑本段

四个I/O口：

 

P0口有三个功能

　　1、外部扩展存储器时，当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）

　　2、外部扩展存储器时，当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）

　　3、不扩展时，可做一般的I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

P1口

　　只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。

P2口有两个功能

　　1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用

　　2、做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻；

P3口有两个功能

　　除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置，具体功能请参考我们后面的引脚说明。

　　有内部EPROM的单片机芯片（例如8751），为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚的形式提供的，

　　即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）

　　编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）

　　接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池，这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源，当外接电源下降到下限值时，备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入，以保护内部RAM中的信息不会丢失。

　　（注：这些引脚的功能应用，除9脚的第二功能外，在“新动力2004版”学习套件中都有应用到。）

上拉电阻

　　在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢？他起什么作用呢？都说了是电阻那当然就是一个电阻啦，当作为输入时，上拉电阻将其电位拉高，若输入为低电平则可提供电流源；所以如果P0口如果作为输入时，处在高阻抗状态，只有外接一个上拉电阻才能有效。

ALE/PROG 地址锁存控制信号

　　在系统扩展时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。（在后面关于扩展的课程中我们就会看到8051扩展 EEPROM电路，在图中ALE与74LS373锁存器的G相连接，当CPU对外部进行存取时，用以锁住地址的低位地址，即P0口输出。ALE有可能是高电平也有可能是低电平，当ALE是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE信号负跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器。当ALE是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。关于锁存器的内容，我们稍后也会介绍。

　　在没有访问外部存储器期间，ALE以1/6振荡周期频率输出（即6分频），当访问外部存储器以1/12振荡周期输出（12分频）。从这里我们可以看到，当系统没有进行扩展时ALE会以1/6振荡周期的固定频率输出，因此可以做为外部时钟，或者外部定时脉冲使用。

PORG为编程脉冲的输入端

　　在第五课 单片机的内部结构及其组成中，我们已知道，在8051单片机内部有一个4KB或8KB的程序存储器（ROM），ROM的作用就是用来存放用户需要执行的程序的，那么我们是怎样把编写好的程序存入进这个ROM中的呢？实际上是通过编程脉冲输入才能写进去的，这个脉冲的输入端口就是PROG。

　　PSEN 外部程序存储器读选通信号：在读外部ROM时PSEN低电平有效，以实现外部ROM单元的读操作。

　　1、内部ROM读取时，PSEN不动作；

　　2、外部ROM读取时，在每个机器周期会动作两次；

　　3、外部RAM读取时，两个PSEN脉冲被跳过不会输出；

　　4、外接ROM时，与ROM的OE脚相接。

　　参见图2—（8051扩展2KB EEPROM电路，在图中PSEN与扩展ROM的OE脚相接）

　　EA/VPP 访问和序存储器控制信号

　　1、接高电平时：

　　CPU读取内部程序存储器（ROM）

　　扩展外部ROM：当读取内部程序存储器超过0FFFH（8051）1FFFH（8052）时自动读取外部ROM。

　　2、接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM）。 在前面的学习中我们已知道，8031单片机内部是没有ROM的，那么在应用8031单片机时，这个脚是一直接低电平的。

　　3、8751烧写内部EPROM时，利用此脚输入21V的烧写电压。

　　RST 复位信号：当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作，当复位后程序计数器PC=0000H，即复位后将从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码。

　　XTAL1和XTAL2 外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时，此二引脚用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。

　　VCC：电源+5V输入

　　VSS：GND接地。

　　AVR和pic都是跟8051结构不同的8位单片机，因为结构不同，所以汇编指令也有所不同，而且区别于使用CISC指令集的8051,他们都是RISC指令集的，只有几十条指令，大部分指令都是单指令周期的指令，所以在同样晶振频率下，较8051速度要快。另PIC的8位单片机前几年是世界上出货量最大的单片机，飞思卡尔的单片机紧随其后。

　　ARM实际上就是32位的单片机，它的内部资源（寄存器和外设功能）较8051和PIC、AVR都要多得多，跟计算机的CPU芯片很接近了。常用于手机、路由器等等。

　　DSP其实也是一种特殊的单片机，它从8位到32位的都有。它是专门用来计算数字信号的。在某些公式运算上，它比现行家用计算机的最快的CPU还要快。比如说一般32位的DSP能在一个指令周期内运算完一个32位数乘32位数积再加一个32位数。应用于某些对实时处理要求较高的场合

汇编指令

　　指令由于操作码和操作数。分为单字节指令，双字节指令，三字节指令。

　　寻址方式：

　　立即寻址：操作数包含在指令字节中，指令操作码后面字节的内容就是操作数本身。

　　直接寻址：1内部数据存储器的低128个字节单元（00H-7FH）2位地址空间；3专用功能寄存器

　　寄存器寻址：由指令指出某一个寄存器中的内容作为操作数，这种寻址方式称为寄存器寻址。

　　寄存器间接寻址：由指令指出某一个寄存器的内容作为操作数的地址。

　　基址寄存器加变址寄存器间接寻址：用于访问程序存储器中的数据表格。

　　相对寻址：以PC的内容作为基地址，加上指令中给定的偏移量所得结果作为转移地址，只适用于双字节转移指令。