MCS-51单片机详解：结构、存储器与I/O

"MCS-51单片机应用重点归纳 - 南京邮电大学课程资料，倪晓军教授整理" MCS-51单片机是Intel公司设计的一款8位微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统。该单片机的特性包括独立的数据和程序存储器地址空间，虽然它们在地址上有重叠，但通过特定的指令（如MOVX, MOVC, WR, RD, PSEN）避免了访问冲突。51系列和52系列的主要区别在于片内ROM和RAM的容量，52系列通常提供更大的内存。 51单片机的基本结构包括以下几个核心组件： 1. **串行口**：包含两个引脚RXD和TXD，分别用于接收和发送数据。 2. **外部中断**：有INT0和INT1两个中断输入引脚，用于响应外部事件。 3. **定时器/计数器**：T0和T1，可用于定时或计数功能。 4. **数据存储器**：128字节的RAM，可扩展至64K字节，其中部分区域支持位寻址。 5. **程序存储器**：4K字节的ROM/EPROM/Flash，可扩展至64K字节。 6. **特殊功能寄存器SFR**：包含多个控制和状态寄存器。 7. **I/O口**：四个并行I/O端口P0、P1、P2和P3，P0和P2在访问外部存储器时可兼作地址和数据总线。 8. **串行接口**：全双工异步串行口UART，常用于串行通信。 9. **中断系统**：提供5个中断源和2个优先级。 在硬件连接方面，51单片机有以下关键引脚： - **电源和时钟**：Vcc、Vss、XTLA1、XTLA2，用于供电和晶体振荡器连接。 - **控制引脚**：RST/Vpd（复位/备用电源），ALE（地址锁存允许），EA/Vpp（内/外部程序存储器选择），PSEN（外部程序存储器选通）。 - **并行I/O口**：P0-P3，P0口在作为数据总线时需要上拉电阻，以防止浮空。 MCS-51的并行I/O口有两种读取方式：直接读取引脚状态和通过内部锁存器读取。机器周期是单片机执行一个指令所需的时间，对于MCS-51，每个机器周期包含若干个时钟周期。 在实际应用中，51单片机的灵活性和易于编程使其成为许多嵌入式系统开发的首选。学习和掌握MCS-51单片机的基本原理和操作，是理解微控制器工作原理和进行相关项目开发的基础。南京邮电大学的单片机原理课程，由倪晓军教授整理的重点，将帮助学生深入理解和掌握这些关键知识点。