前言：

我自己学习51单片机呢，也已经有一段时间了，趁着今天有空，把一些重要的知识归纳起来，以便以后回顾。

一、MCS-51的基本结构：

(1)、外部结构：

MCS-51系列单片机一般采用40只引脚的双列直插封装（DIP），以80c51为例，如下图：

80C51的引脚按功能划分可分为3类：

1、电源及晶振引脚;

（1）电源引脚：Vcc(第40脚)：接+5V电源引脚 Vss(第20脚)：接地引脚

（2）外接晶振引脚：XTAL1(第19脚)、XTAL2(第18脚)，逻辑方向为：XTAL2-->XTAL1，外接晶振电路原理图如下：

注意：C1、C2一般取30pF左右，作用是帮助振荡器起振，晶体的振荡频率范围在1.2~13MHz。晶体的振荡频率越高，系统的时钟频率就越高，单片机运行速度与就越快。在通常情况下，MCS-51的时钟频率为6~12MHz。

2、控制引脚：

（1）RST/Vpd(第9脚)：

（a）复位端RST：若该引脚上输入满足复位时间要求的高电平（该时间等于系统时钟振荡周期建立时间再加2个机器周期），单片机复位。常用的复位电路如下：

（b）备用电源端Vpd：当主电源Vcc发生故障，降低到某一规定的低电平时，可将外接的+5V电源作为备用电源，为单片机片内的ARM供电，保证片内的RAM信息不丢失，从而保证单片机恢复电压后正常工作。

（2）ALE/PROG(第30引脚)：

（a）地址锁存使能输出ALE：当单片机访问外部存储器时，外部存储器的16位地址信号由P0口输出低8位，P2口输出高8位，ALE可作为低8位地址锁存控制信号。当不用做外部存储器地址锁存控制信号时，引脚以时钟脉冲频率的1/6固定输出正脉冲。

（b）编程脉冲输入端PROG：对含有EPROM的单片机，在进行片内EPROM编程时需要由此输入编程脉冲

（3）PSEN(第29引脚)：输出访问片外程序存储器读选通信号。CPU在从片外ROM取指令期间，该引脚将在每个机器周期内产生两次负跳变脉冲，用作片外ROM芯片的使能信号。

（4）EA/Vpp(第31脚)：外部ROM允许访问/编程电源输入

（a）外部ROM允许访问EA：当EA= 1时，CPU从片内ROM开始读取指令。当程序计数器PC的值超过4KB地址范围时，将自动执行片外ROM的指令。但EA=0时，CPU仅访问片内ROM

(b)编程电源输入Vpp：在对含有EPROM的单片机进行EPROM编程时，此引脚应接芯片的编程电压。（具体的编程电压参考芯片说明手册）

3、并行I/O引脚：

P0~P3口都可作为准双向IO口，但P0口需要外接上拉电阻。

在扩展片外存储器时，8位数据总线由P0口组成，16位地址总线由P0口和P2口组成，其中P0口作为低8位地址总线，P2口作为高8八位地址总线，P3口和PSEN、EA、ALE、RESET则组成控制总线

(2)、内部结构：

MCS-51基本结构如下：

CPU按功能可分为：控制器和运算器

运算器：

程序计数器PC：16位寄存器，存放下一条指令的地址，当指令取出，PC加1

指令寄存器IR：8位寄存器，暂存待执行的指令，等待译码

指令译码器ID：对指令进行译码，转换成所需的电信号

数据指针DPTR：专业地址指针寄存器，包括DPH和DPL寄存器，其中DPH表示高八位，DPL表示低八位。

控制器：

累加器ACC：8位寄存器，简称A，通过暂存器与ALU(算术逻辑部件)相连，用来存放一个操作数或中间结果

算术逻辑部件(ALU)：用来对数据进行四则运算或逻辑运算，ALU的两个操作数，一个由A通过暂存器2输入，另一个由暂存器1输入，运算结果的状态传给PSW(程序状态字寄存器)

程序状态字寄存器(PSW)：用来存放程序过程中的各种状态信息

CPU的工作过程：

取指令-->指令译码-->执行指令-->修改指令计数器-->取指令······

二、特殊功能寄存器：

89C51单片机ARM上共有21个特殊寄存器，我只写下一些常用的寄存器。

右边第一位为最低位

PSW(程序状态字寄存器)

RS1

RS0

CY：进位标志，进行加减运算，操作结果最高为有进位或借位时，CY由硬件1，否则清零

AC：辅助进位标志，进行加减运算，操作结果的低4位数向高4位产生进位或借位时，由硬件置1，否则清0，也可用于BCD码调整时的判断位

F0、F1：用户标志位，由用户置位或复位

P：奇偶判断标志位，自动追踪A中含"1个数的奇偶性

RS1、RS0：工作寄存组选择方式位

工作寄存组	RS1	RS0
0	0	0
1	0	1
2	1	0
3	1	1

TCON(定时、计数控制寄存器)

88H 可位寻址

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

ITX：外部中断X的中断方式选择位，1 --> 边沿触发有效，0 --> 低电平有效

IEX：外部中断X的中断请求标志位

TRX：定时器X运行控制位，1 --> 开始计时， 0 --> 计时停止

TFX：定时器X溢出标志位。中断执行时由硬件自动清零

TMOD(定时、计数方式控制寄存器)

89H 不可寻址

GATE

C/T

CATE

C/T

CATE：门控位 0 --> TRX=1，TX启动；1 --> TRX=1, INTX=1,TX启动

C/T：定时和外部事件计数方式选择位；0，定时器方式，内部脉冲；1，外部事件计数器方式，外部脉冲

M1、M0工作方式选择位：

M1	M0	工作方式	功能说明
0	0	0	13位定时/计数器
0	1	1	16位定时/计数器
1	0	2	8位自动重装定时/计数器
1	1	3	3种定时/计数器

初值：a = 2^n - t(fosc/12) 计数值：N = 2^n - a

方式0和方式1逻辑结构图(以T1为例)：

注意：

1、方式0和方式1的逻辑结构是一样的，区别在于TLX的有效为不同。方式0是低5位有效，高3位补0，方式1全有效。

2、使用方式0时，求出的初值，转换成二进制后，要在低五位后再添3个0，这时的二进制数才是THX和TLX要装进的

方式2逻辑结构图(以T1为例)：

方式3逻辑结构图：

3种组合关系：

TH0+TF1+TR1组成的带中断功能的8位定时器

TL0+TR0+TF0组成的带中断功能的8位定时/计数器

TI组成的无中断功能的定时/计数器

特别说明：

当TH和TL溢出后会使TF置1，进而判断是否执行中断

T1可作为波特率发生器使用

当T0为工作方式3时，T1只可使用公式0,1,2，这是因为T0为工作方式3时会占用T1的资源。

IE(中断允许寄存器)

A8H 可位寻址

ET1

EX1

ET0

EX0

EXX：外部中断X允许位，1 --> 允许中断，0 --> 停止中断

ETX：定时/计数器TX的溢出中断允许标志位，1 --> 允许中断，0 --> 禁止中断

ES：串行口中断允许位，1 --> 允许中断，0 --> 禁止中断

EA：中断允许总控制位，1 --> CPU开放中断，0 --> CPU屏蔽所以的中断申请

IP(中断优先级寄存器)

B8H 可位寻址

PT1

PX1

PT0

PX0

PS：串行口中断优先级控制位

PTX：定时/计数器TX中断优先级控制位

PXX：外部中断X中断优先级控制位

SCON(串行口控制寄存器)

98H 可位寻址

SM0

SM1

SM2

REN

TB8

RB8

TI、RI：串行通信中断请求标志，发送、接收TI、RI置1，需要软件清0

RB8：接收数据第九位

TB8：发送数据第九位

REN：允许接收控制位，1 --> 允许接收， 0 --> 禁止接收

SM2：多机通信控制位，1 --> 多机通信， 0 --> 点对点通信

SM1、SM0：串行通信工作方式定义位

SM0	SM1	方式	功能说明
0	0	0	8位同步移位寄存器方式
0	1	1	10位数据异步通信方式
1	0	2	11位数据异步通信方式
1	1	3	11位数据异步通信方式

PCON(电源控制寄存器)

SMOD

GF1

GF0

TDL

SMOD：波特率选择位，1 --> 在原基础上加倍， 0 --> 保持原有数值

GF1、GF0：通有标志位

PD：掉电控制位

TDL：空闲控制位

三、中断系统：

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