单片机的入门-51单片机

想学习单片机的同学可以关注、私信我或者在评论区回复我要入门。早期可能是绝大多数嵌入式工程师或者电子爱好者接触的第一款单片机——51单片机，不像现在很多学习单片机的朋友都跳过51单片机直接学起了STM32等比较高级一些的单片机。

51单片机指的是所有搭载可执行INTEL 8031指令系统的MCU的单片机。MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，典型产品有 8031（内部没有程序存储器，实际使用方面已经被市场淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，实际使用方面已经被市场淘汰）和8751等通用产品，一直到现在， MCS-51内核系列兼容的单片机仍是应用的主流产品（比如目前流行的89S51、已经停产的89C51等），各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学习。

有些文献甚至也将8051泛指MCS-51系列单片机，8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51单片机影响极深远，许多公司都推出了兼容系列单片机，就是说MCS-51内核实际上已经成为一个8位单片机的标准。

基于51单片机的USB最小系统

其他的公司的51单片机产品都是和MCS-51内核兼容的产品而以。同样的一段代码，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL的89C51（已经停产）、 PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（华邦）等，我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51单片机，同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash（程序存储器的内容至少可以改写1000次）存储器取代了原来的ROM（一次性写入），AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。

51单片机的具有价格低廉、适合初学者学习的优点。缺点也很明显，运算速度慢，性能不够优秀等。这是由于51单片机设计时采用了集中指令（CISC）结构，而且为了抗干扰，设计者采用了12分频的方法。因为I/O接口采用了准双向口，所以I/O接口的驱动能力也不怎么强。早期的51单片机甚至还预留了红外线照射窗，通过红外线照射的方式复位。51芯片内部也没有集成振荡电路，只能通过外部电路加载晶体振荡器或者PLL电路实现时钟功能。这就造成了使用51单片机制作计时电路等对于时钟要求高的电路的不准确性。

虽然51单片机有的缺点有些多，但是是它带领我们走进电子世界，帮助我们了解电子设计这条道路上的领路人。就像在现代生活中到处都是汽车的身影，交通工具越来越便捷，而它还是那台老旧的自行车，在哪天我们提倡低碳环保或者想锻炼的时候，它又可以从新派上用场。

51系列单片机的区别与特点介绍

8031片内不带程序存储器ROM，使用时用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373，外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改，必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除，之后再可写入。写入到外接程序存储器的程序代码没有什么保密性可言。

2、8051的特点

8051片内有4k ROM，无须外接外存储器和373，更能体现“单片”的简练。但是你编的程序你无法烧写到其ROM中，只有将程序交芯片厂代你烧写，并是一次性的，今后你和芯片厂都不能改写其内容。

3、8751的特点

8751与8051基本一样，但8751片内有4k的EPROM，用户可以将自己编写的程序写入单片机的EPROM中进行现场实验与应用，EPROM的改写同样需要用紫外线灯照射一定时间擦除后再烧写。

由于上述类型的单片机应用的早，影响很大，已成为事实上的工业标准。后来很多芯片厂商以各种方式与Intel公司合作，也推出了同类型的单片机，如同一种单片机的多个版本一样，虽都在不断的改变制造工艺，但内核却一样，也就是说这类单片机指令系统完全兼容，绝大多数管脚也兼容;在使用上基本可以直接互换。人们统称这些与8051内核相同的单片机为“51系列单片机”，学了其中一种，便会所有的51系列。

4、AT89C51、AT89S51的特点

在众多的51系列单片机中，要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S51更实用，因他不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为 ATMEL AT89xx 做的编程器均带有这些功能。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了你的劳动成果。再着，AT89C51、AT89S51目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。

AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品种，除了完全兼容8051外，还多了ISP编程和看门狗功能。我们也专门为这种新片设计了一款 编程、学习、实验板。

5、AT89C2051、AT89C1051等的特点

ATMEL公司的51系列还有AT89C2051、AT89C1051等品种，这些芯片是在AT89C51的基础上将一些功能精简掉后形成的精简版。AT89C2051取掉了P0口和P2口，内部的程序FLASH存储器也小到2K，封装形式也由51的P40脚改为20脚，相应的价格也低一些，特别适合在一些智能玩具，手持仪器等程序不大的电路环境下应用;AT89C1051在2051的基础上，再次精简掉了串口功能等，程序存储器再次减小到1k，当然价格也更低。

对2051和1051来说，虽然减掉了一些资源，但他们片内都集成了一个精密比较器，别小看这小小的比较器，他为我们测量一些模拟信号提供了极大的方便，在外加几个电阻和电容的情况下，就可以测量电压、温度等我们日常需要的量。这对很多日用电器的设计是很宝贵的资源。

ATMEL的51、2051、1051均有多种封装，如AT89C(S)51有PDIP、PLCC和PQFP/TQFP等封装;2051/1051有PDIP和SOIC封装等。下图是部分封装实物。

由于51系列单片机的内核都一样，所以在51单片机教材方面目前仍然沿用Intel MCS 8051单片机的书籍。开发软件和工具也是一样，我们统称为8051开发系统、环境、等等，如我们网站介绍的汇编程序ASM51、Keil C51、MedWin 等均是针对8051内核单片机的开发软件。

单对AT89C51、AT89S51来说，在实际电路中可以直接互换8051//8751，替换8031只是第31脚有区别，8031因内部没有ROM，31脚需接地(GND)，单片机在启动后就到外面程序存储器读取指令;而8051/8751/89c51因内部有程序存储器，31脚接高电平(VCC)，单片机启动后直接在内部读取指令。也就是51芯片的31脚控制着单片机程序从内部读取还是从外部读取，31脚接电源，程序从内部读取，31脚接地，程序从外部读取。其他无须改动。另外，AT89C51、AT89s51替换8031后因不用外存储器，不必安装原电路的外存储器和373芯片。

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