关键词51单片机； 入口; 应用
CLC 分类号 TP3 文档识别码 A 商品编号 1673-9671-(2010)041-0013-01
51单片机已有30多年的历史。 在国内，高校的单片机课程大部分都是51，经过这么多年的发展，51也成长了很多系列，在功能上做了很多改进，拓展了很多品类。 分支机构较少。 国内书店的MCU货架大部分都是51系列。 可以预见，市场上的51单片机只会越来越多，其功能也只会越来越丰富。 它们不太可能在可预见的几十年内消失。
1 功能特点概述
AT89S51提供以下标准功能：4k字节Flash存储器、128字节内部RAM、32条I/O线、看门狗（WDT）、两个数据指针、两个16位定时器/计数器、一个5向量两级中断结构，有全双工串行通信口、片内振荡器和时钟电路。 同时，AT89S51可以降低至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的省电操作模式。 空闲模式停止CPU，但允许RAM、定时器/计数器、串行通信端口和中断系统继续工作。 掉电模式保存 RAM 的内容，但停止振荡器并禁用所有其他组件，直到下一次硬件复位。
251单片机结构原理
引脚功能说明
1）Vcc：电源电压 ●GND：地。
2）P0端口：P0端口是一组8位开漏双向I/0端口，是地址/数据总线复用端口。 作为输出口时，每一位可驱动8个TTL逻辑门电路。 向该端口写入“l”即可作为高阻输入端口。 当访问外部数据存储器或程序存储器时，这组端口线分时共享地址（低8位）和数据总线复用，并在访问过程中激活内部上拉电阻。 F1ash编程时，P0口接收指令字节，程序验证时，输出指令字节。 验证时，需要外接上拉电阻。
3）P1口：Pl是8位双向I/O口，内部带有上拉电阻。 Pl的输出缓冲级可以驱动（灌电流或输出电流）4个TTL逻辑门电路。 向端口写入“l”，并通过内部上拉电阻将端口拉至高电平。 此时可以作为输入口使用。 当用作输入端口时，由于内部有上拉电阻，当某个引脚被外部信号拉低时，会输出电流（IIL）。
4）P3端口：P3端口是一组8位双向I/0端口，内部有上拉电阻。 P3端口输出缓冲级可以驱动（灌电流或输出电流）4个TTL逻辑门电路。 当向P3端口写入“l”时，它们被内部上拉电阻拉高，可以用作输入端口。 当用作输入端时，外部拉低的P3端口将通过上拉电阻输出电流（IIL）。
5）RST：复位输入。 当振荡器工作时，RST引脚上的高电平持续两个机器周期以上将使单片机复位。 WDT 溢出将导致该引脚输出高电平。 设置SFR AUXR（地址8EH）的DISRT0位可以打开或关闭该功能。 DISRT0 位默认为 RESET 输出高电平打开状态。
6) ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存使能）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。 即使不访问外部存储器，ALE仍然以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可以向外部输出时钟或用于计时目的。 注：每当访问外部数据存储器时，ALE 脉冲都会被跳过。
在对 F1ash 存储器编程时，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。 如果需要，可以通过设置特殊功能寄存器（SFR）区域中单元 8EH 的 D0 位来禁用 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 M0VX 和 M0VC 指令 ALE 将被激活。 此外，该引脚将被弱拉高。 当单片机执行外部程序时，ALE 应设置为无效。
3控制原理
在数字电路中，电压信号只有高电平和低电平两种状态，以数字方式记录为1和0。单片机内部的CPU、寄存器、总线等结构都是通过1和0这两个信号进行操作的，数据也存储为1或0。单片机的输入输出引脚，即IO口，也只输出或识别两个信号，1和0，即高电平和低电平。 当单片机向IO口输出一个电平信号或一组电平信号时，外部设备就可以读取这些信号并进行相应的操作。 这是微控制器的外部控制。 当外部电平信号或一组电平信号发送到单片机的IO口时，单片机也可以读取这些信号并进行分析操作。 这是微控制器对外部设备信号的读取。 当然，在实际操作中，这些信号可能非常复杂，必须严格按照规定的时序（时序）输入和输出。 每个设备还规定了自己的计时。 只要严格遵循，你就可以控制任何设备，做任何你能想象到的事情。
4个简单的应用例程
使用51单片机、DS18B20芯片、数码管制作一个电子温度计。 DS1820 数字温度计提供 9 位温度读数。 指示装置的温度信息通过单线接口发送至 DS1820 或从 DS1820 发送。 因此，从中央处理器到DS1820只需要一根线和地。 读、写和完成温度转换所需的电源可由数据线本身提供，无需外部电源。 由于每个 DS1820 都有唯一的芯片序列号，因此同一单线总线上可以存在多个 DS1820。 这使得温度敏感设备可以放置在许多不同的地方。 此功能的应用包括建筑设备或机械内的 HVAC 环境控制。 温度检测和过程监控中的温度检测。
5 结论
51单片机是目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。 该系列微控制器的始祖是Intel的8031微控制器。 后来随着Flash rom技术的发展，8031微控制器取得了长足的进步，成为应用最广泛的8位微控制器之一。 其代表型号是ATMEL的AT89系列。 广泛应用于工业测量和控制系统中。 目前已有多家公司推出了51系列的兼容机型，在现在甚至未来很长一段时间内都会占据很大的市场。
参考
[1] 肖红兵. 从我这里学用单片机[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2002。
[2] 夏继强. 单片机实验与实用教程[M]． 北京：北京航空航天大学出版社，2001。
[3] 李全利. 单片机原理及应用技术[M]． 北京：高等教育出版社，2001。
[4] 李光地. 单片机基础知识(第二版)[M]． 北京：北京航空航天大学出版社，2001。
[5] 李强. 51系列单片机应用软件编程技术[M]． 北京：北京航空航天大学出版社，2009。
