1)中央处理器(CPU) 单片机的中央处理器CPU的在计算机中的重要程度相当我们人类身体中最重要的大脑。CPU起着控制和运算的两部分。主要任务是读写、译码指令、产生各种操作控制信号、发出程序各种操作所需的控制信号。这些任务都是内部各个协调工作和进行数据处理等的功能[3]。而在51单片机中,具体的是:运算器的功能较强,可以快速完成算术运算和逻辑运算,其操作顺序都是在在控制器下进行。控制器可以操作其运算速度,控制器的时钟周期越快,运算速度也就越快。
2)数据存储器(RAM) RAM又叫做Random Access Memory。单片机芯片的RAM分为两种(内部和外部)总共256个单元,内部有128单元被数据寄存器占用,只有前128单元用作寄存器提供给用户使用,用于存放可读写的数据。里面后128个单元地址RAM地址范围为00H~7FH。但高地址范围为00H~FFH(256B)被占。此外,片外最多可外扩64KB。总之RAM是一个功能齐全的空间。
3)程序存储器(ROM) ROM又叫Read Only Memory。表示信息被长期存储,一般的话,如果失电或者断电也不会丢失,所以它用来保存单片机中的最基本和重要数据。51单片机的64KB的程序空间主要是用作保存用户的信息寻址。如果内部没有ROM的单片机必须使用外接,如果内部有ROM的单片机,正常运行时候,使能端E置为1,也就是给与高电平,使得内部程序存储器读取程序给CPU。内部的64KB的ROM这是用来记录内部重要的程序。因此又叫做内部只读ROM。单片机启动复位后,从0000H地址(程序计数器PC=0)开始执行的。另外,51单片机内有4KB的单元用作存储,片外则最多允许外扩64KB。
4)定时器/计数器 单片机共有2个16位的定时器/计数器,它们由4个8位寄存器(TL0、TH0、TL1、TH1)组成,均有两种工作模式。两个16位的定时器/计数器是各自分开运行,互不影响。因此,可以分别进行寻址,但需要注意的是,T0和T1不可当做16位寄存器来使用。
5)并行I/O口 单片机引脚是有P0,P1,P2,P3口的功能大同小异,主要是实现数据的输入输出。并行接口则是同时的。
6)串行口 串口是俗称,口是接口的意思,全称应该是串行接口,当然,串口也是串行通信(一位一位按顺序传输数据)。51是全双工方式的,目的是以实现与外设的互换信息。该串行口功能较强,既可作为通信的网络、收发器(异步)使用、也可作为移位器使用。文献综述
7)中断控制系统 51提供了5个可屏蔽中断。具体包含外外部中断2个,内部中断3个(两个定时/计数和一个串行口中断)。中断是可以嵌套,可以控制先后顺序的。所有的中断主要由IE和IP控制,也就是允不允许中断和中断谁优先。控制中断的允许和禁止以及中断的先后顺序。
8)时钟电路 MCS-51单片机内部自带有时钟电路,但是内部时钟主要作用是来控制芯片的,所以外接晶振和电容需额外外接,组成外部振荡器。本时钟电路提供给CPU里的控制器各种数字时钟脉冲,一般就是方波。系统允许的标准晶频在12MHZ左右等。
9)特殊功能寄存器(SFR) 在51中内部共有21个SFR,也称专用寄存器。分布在RAM中后128单元(80H~FFH)中,总共算下来刚好21个地址单元,因此构成了SFR模块。特殊功能寄存器主要是起到管理功能,对片内各功能部件的控制和状态寄存进行管理控制,是一个十分有特殊功能的RAM区。
2。2 51单片机的主要引脚
从51系列单片机开发板或者原理图上看到,通常有40个引脚,可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚