单片机常识篇

前言：目前，在电子界，如果想进入微控制器领域的学习，相信绝大多数的人会 认为要从 51 单片机开始。在众多微控制器中，51 单片机确实是非常适 合初学者入门学习的，因此很有必要先认识和了解 51 单片机为后续对于单片机的系统性学习做好铺垫。

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目录:

• 一、51单片机介绍
• 二、STC89CXX芯片介绍

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一、51单片机简介

1.1 单片机简介

:dromedary_camel: 冯●诺依曼在研究EDVAC机时提出了"存储程序"的概念，"存储程序"的思想奠定了现代计算机的基本结构，以此概念为基础的各类计算机统称为冯●诺依曼机，其特点之一如下：

计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大部件组成。

典型的冯●诺伊曼计算机结构图如下所示：

一般将运算器和控制器集成到一个芯片上，称为中央处理器(CPU)。CPU和主存储器共同构成主机，而除主机外的其他硬件装置(外存、I/O设备等)统称为外部设备，简称外设。
☁️ 在个人计算机 上这些部件都被分成若干块芯片，安装到一个称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部件全部被做到一块集成电路芯片中，这就是被叫做单片机的原因(也称微控制器MCU)，而且有一些单片机中除了上述部分外，还集成了其他部分如A/D,D/A等。体积不大，一般用40脚封装。

1.2 单片机、51单片机、80C51系列单片机

单片机也被称为单片微控器，属于一种集成式电路芯片，常用的单片机有51系列单片机、AVR系列单片机、ARM系列单片机三种

51系列单片机(简称51单片机)是指Intel公司生产的MCS-51系列单片机，和与其具有兼容内核的其他单片机，如美国Atmel公司生产的AT89系列、我国宏晶科技有限公司生产的STC89系列单片机等。

80C51是MCS-51系列中的一个典型品种；其他厂商以80C51为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机产品主要有：

生产厂商	单片机产品
AT(Atmel)	AT89C51，AT89C52，AT89C53，AT89C55，AT89LV52，AT89S51，AT89S52，AT89S53等
Philips(飞利浦)	P80C54，P80C58，P87C54，P87C58，P87C524，P87C528等
Winbond(华邦)	W78C54 ，W78C58 ，W78E54 ，W78E58等
Intel(英特尔)	i87C54，i87C58，i87L54，i87L58，i87C51FB，i87C51FC等
Siemens(西门子)	C501-1R，C501-1E，C513A-H，C503-1R，C504-2R等
STC(宏晶)	STC89C51RC，STC89C52RC，STC89C53RC，STC89LE51RC等

51单片机通常采用的是DIP-40封装（常见的封装方式： DIP(双列直插式封装) PLCC(特殊引脚芯片封装) QFP(四侧引脚扁平封装)SOP(双列小外形贴片封装)），其内部资源如下：

序号	资源
1	8位CPU
2	4kbytes程序存储器(ROM)(C52为8K)
3	128bytes 的数据存储器(RAM)(C52 有 256bytes 的 RAM)
4	32 条 I/O 口线
5	111 条指令，大部分为单字节指令
6	21 个专用寄存器
7	2 个可编程定时/计数器
8	5 个中断源，2 个优先级（C52 有 6 个）
9	一个全双工串行通信口
10	外部数据存储器寻址空间为 64kB
11	外部程序存储器寻址空间为 64kB
12	逻辑操作位寻址功能
13	双列直插 40PinDIP 封装
14	单一+5V 电源供电

二、STC89CXX芯片介绍

2.1 芯片介绍

早期很长一段时间，51 单片机大部分使用的是 AT89C51 或者 AT89C52。随着 我国芯片技术的快速发展，宏晶公司推出的增强型 51 单片机 STC89Cxx/STC90Cxx，等系列更受大众喜爱，除内部资源及功能大大增强外，还有一个非常重要的是它 支持 ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器或专用仿真 器。宏晶公司推出的 51 芯片种类非常多，我们只需选择一款经典的学习即可。 我们开发板上使用的是STC89C52或者STC89C516，这两款芯片以及其他STC89Cxx 或者 STC90Cxx 除 Flash 和 RAM 容量差异外，内部资源功能几乎一样，我们只需 学习任意一种即可。下面我们看下常见 PDIP 封装（直插封装）的 51 单片机芯片 实物图如下所示：

上图可看到芯片表面印有 STC89C52RC 40I-PDIO40 1947H0XN52.X90C 丝印， 下面我们了解下芯片表面丝印的含义：

STC–表示芯片为 STC 公司生产的产品，其他公司的也有 AT、i、SST 等。
8–表示该芯片为 8051 内核芯片。
9–表示内部含有 Flash EEPROM 存储器，还有如 80C51 中 0 表内部含有 MaskROM（掩模 ROM）存储器；如 87C51 中 7 表示内部含有 EPROM（紫外线可擦除 ROM）存储器。
C–表示该器件为 CMOS 产品。还有如 89LV52 和 89LE58 中的 LV 和 LE 都表示 该芯片为低电压产品（通常为 3.3V 电压供电）；而 89S52 中 S 表示该芯片含有 可串行下载功能的 Flash 存储器，即具有 ISP 可在线编程功能。
5–固定不变。
2–表示该芯片内部程序存储（FLASH）空间大小，1 为 4KB，2 为 8KB，3 为12KB，即该数乘以 4KB 就是芯片内部的程序存储空间大小。程序空间大小决定了 一个芯片所能装入执行代码的多少。
RC–STC 单片机内部 RAM（随机读写存储器）为 512B。还有如 RD+表示内部 RAM 为 1280B。还有芯片会省略此部分。
40–表示芯片外部晶振最高可接入 40MHz。对 AT 单片机数值一般为 24，表 示外部晶振最高位 24MHz。
I–产品级别，表示芯片使用温度范围。 C 表示商业级，温度范围为 0~+70 度。 I 表示工业级，温度范围为-40~+85 度。 A 表示汽车级，温度范围为-40~+125 度。 M 表示军用级，温度范围为-55~+150 度。
PDIP40–产品封装型号。PDIP 表示双列直插式。
1947–表示本批芯片生产日期为 19 年第 47 周。

2.2 芯片引脚介绍

80C51芯片管脚图与实物图如下所示：

判断引脚图对应实物图引脚位置方法：当我们观察它的表面 时，大都会找到一个凹进去的小圆坑，或是用颜色标记的一个小标记（圆点或三 角或其他小图形），这个小圆坑或者小标记所对应的引脚就是这个芯片的第1脚，然后逆时针方向数下去，即 1 到最后一个引脚。

2.3 芯片引脚位功能

们以上图 PDIP 封装引脚图为例介绍各个引脚的功能，40 引脚我们按其功能类别可分为四类：
① 电源引脚。如 VCC、GND
② 时钟引脚。如 XTAL1、XTAL2
③ 编程控制引脚。如 RST(复位引脚)、PSEN(程序存储器允许输入控制端)、ALE/PROG、EA/Vpp。
④ I/O 口引脚。如 P0、P1、P2、P3，4 组 8 位 I/O 口。

2.4 STC89C51芯片内部结构

STC89C51 单片机中包含中央处理器(CPU)、程序存储器(Flash)、数据存储器 (SRAM)、定时/计数器、UART 串口、I/O 接口、EEPROM、看门狗等模块。STC89C51 系列单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片 上系统。 STC89C51 系列单片机的内部结构框图如下图所示：

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