隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，以ARM為主的32位MCU（微控制器）已普及開(kāi)來(lái)，8位MCU已被很多人認(rèn)為將被淘汰，更何況其中的老古董MCS-51系列單片機(jī)。但從目前的形勢(shì)來(lái)看，8位MCU還牢牢占據(jù)著工業(yè)控制領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，一個(gè)原因是8位 MCU的開(kāi)發(fā)成本比較低，也有大量的成熟設(shè)計(jì)方案，還有一個(gè)原因是歷史的延續(xù)，新的產(chǎn)品還處在不斷變化中，老產(chǎn)品則是經(jīng)數(shù)十年的淘汰而留存下來(lái)的精品。

　　MCS-51系列單片機(jī)正是如此，自1980年由Intel推出后，獲得很大成功，并不斷改進(jìn)而形成系列，成為最普遍使用的單片機(jī)內(nèi)核和指令系統(tǒng)。后來(lái)，ATMEL、NXP等多家著名半導(dǎo)體公司推出兼容和增強(qiáng)的51系列單片機(jī)，應(yīng)用普遍，因此成為單片機(jī)教學(xué)的主要示例，熟悉其結(jié)構(gòu)和指令的工程師數(shù)量龐大。這幾年，隨著AVR、PIC等更高性能單片機(jī)的推廣使用，特別是ARM Cortex-M系列32位MCU價(jià)格的持續(xù)走低，原來(lái)主要以生產(chǎn)51兼容的通用單片機(jī)的半導(dǎo)體公司才逐漸淡出市場(chǎng)，但仍有大量以 51為內(nèi)核的計(jì)量、無(wú)線通信等專(zhuān)用芯片存在。在成本敏感度高的中國(guó)市場(chǎng)，以51為內(nèi)核的STC仍然很受歡迎，看來(lái)還要持續(xù)一段時(shí)間。所以，在今后的一段時(shí)間內(nèi)，51系列單片機(jī)還有市場(chǎng)，還有一些人仍要從51開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)，所以單片機(jī)的介紹也要從MSC-51開(kāi)始。MSC-51系列最典型的型號(hào)是ATMEL公司的AT89C51。

　　1.AT89C51內(nèi)核的主要組成結(jié)構(gòu)：

　　AT89C51是以ALU位中心的8位微控制器（MCU），完成運(yùn)算和控制功能；內(nèi)部有128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部RAM），地址范圍00H～7FH；有21個(gè)特殊功能寄存器，在內(nèi)部RAM的SFR塊中（又稱(chēng)專(zhuān)用寄存器），離散分布于地址80H～FFH中。計(jì)數(shù)器PC，是一個(gè)獨(dú)立的16位專(zhuān)用寄存器，其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址（程序存儲(chǔ)器地址）。 51系列單片機(jī)在存儲(chǔ)器配置上采用“哈佛”結(jié)構(gòu)，即物理上具有獨(dú)立的程序寄存器和數(shù)據(jù)寄存器，但邏輯上采用相同的地址空間，利用不同的指令和尋址方式進(jìn)行訪問(wèn)。AT89C51內(nèi)部有4kB FLASH，用來(lái)存儲(chǔ)程序、原始數(shù)據(jù)、表格等，稱(chēng)為程序存儲(chǔ)器（片內(nèi)ROM）；有4個(gè)8位可編程I/O口（P0、P1、P2、P3）；一個(gè)UART串行通信口；2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 2.AT89C51的主要引腳功能： GND和Vcc：電源引腳，Vcc接直流電源，5.00V±20%。 RST：復(fù)位輸入端，此引腳上至少要出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平（12個(gè)振蕩周期）。 ALE/PROG-：地址鎖存允許/編程脈沖，對(duì)內(nèi)部FLASH編程時(shí)用于輸入編程脈沖。 PSEN-：外部ROM讀取選通信號(hào)，每個(gè)機(jī)器周期出現(xiàn)2次有效信號(hào)，作為外ROM的OE。 EA-/Vpp：內(nèi)/外ROM選擇及內(nèi)ROM編程電源，低電平時(shí)只訪問(wèn)片外ROM。

　　3.AT89C51的時(shí)鐘周期：

　　當(dāng)外接12MHz晶振時(shí)，振蕩周期1/12us、狀態(tài)時(shí)鐘周期1/6us、機(jī)器周期1us。

　　4.AT89C51對(duì)外部?jī)?chǔ)存器的訪問(wèn)：

　　當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，用來(lái)鎖存P0口輸出的低8位地址。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，仍以不變的周期輸出信號(hào)，頻率為振蕩頻率的1/6。但每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)寄存器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。

　　5.AT89C51的復(fù)位信號(hào)及影響的寄存器：

　　要實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，必須使RST引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，再?gòu)母唠娖阶優(yōu)榈碗娖?。完成?fù)位后，MCU從ROM中的 0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。復(fù)位電路常用10uF電容與10k電阻組合。