8051硬體結構

8051的片內主要包含以下的資源：

#1個8位的cpu（8位是指它一次性可進行8位資料的操作）

#4kb的內部rom（在8051中，程式和一些**資料是存放在rom之中的，我們又把rom稱為程式儲存器）

#128b的內部ram（在8051中，資料是存放在ram之中的，我們又把ram稱為資料儲存器）

#4個8位的i/o口（p0—p3）

#2個16位的定時/計數器（t0和t1）

#1個序列通訊口

片外可支援的最大定址範圍（ram和rom）都是64kb。

8051的引腳圖，圖中沒有40引腳和20引腳，預設已經接好了電源和地。

埠0：p0口是雙用途口，在元件最少化的設計中，該埠作為通用i/o口，而在有外部儲存器的設計中，p0口是被用作多路復用的資料匯流排和位址匯流排（位址匯流排的低8位）。

埠1：p1口是專用的i/o口，沒有第二功能，僅作與外部裝置的介面。

埠2：p2口是雙用途口，在元件最少化的設計中，該埠作為通用i/o口，而在有外部儲存器的設計中，p2口是被用作位址匯流排的高8位。

埠3：p3口是雙用途口，可用作通用的i/o口，同時也具備第二功能。

8051有4個專用的匯流排控制訊號。

#psen訊號是位於29號引腳（低電平有效）的輸出訊號，用來控制啟用外部的rom。通常連線到eprom的使能端（oe）。

#ale訊號位於30號引腳（位址鎖存訊號），8051正是通過它來實現多路復用。ale的頻率是時鐘訊號的1/6。

#ea訊號位於31號引腳（外部訪問），低電平的時候僅僅只訪問外部rom，高電平的時候從內部rom開始訪問，如果超過4kb，則自動跳轉到外部rom中去。

#rst訊號位於9號引腳（復位訊號），是8051的主復位訊號。此引腳維持至少兩個機器週期的高電平，8051將會被復位。使得系統重新啟動。

vcc在40號引腳上，需要乙個5v的電源。vss在20號引腳上。

i/o口的內部結構：圖中是p0口的某乙個引腳內部結構圖。看到8051具有讀鎖存器和讀引腳兩種能力。

大多數時候讀引腳和讀鎖存器沒有什麼區別，但是有的情況下會不一樣。比如在引腳外面外接了乙個三極體。當我們輸出高電平到三極體的基級使得三極體導通，這時候三極體導通，使得埠電壓被拉低。導致讀引腳和讀鎖存器得到的結果是不一樣的。為了避免錯誤的判斷引腳電平。我們在輸入的時候將鎖存器必須置1。

p0口內部無上拉電阻，在外置負載的時候需要在電路中加入上拉電阻。p1—p3內建了上拉電阻。

8051需要兩個時鐘週期來完成乙個操作，我們稱之為乙個狀態。6個狀態的時間稱為乙個機器週期。因此，乙個機器週期包含了12個時鐘週期（振盪週期）。一般在12mhz的頻率下，乙個機器週期的時間大約是1us。

微控制器的儲存器特點：（和pc的區別）

（1）各暫存器和i/o口，以及外部裝置的引腳是以記憶體對映的形式在儲存器中。我們可以向訪問儲存器一樣去訪問它們。

（2）棧儲存在內部ram之中，而不像微處理器放在外部ram中。

（我不懂什麼是哈佛結構和馮諾依曼結構，也不去討論mcs—51到底是屬於那種結構。）

在8051中，內部資料儲存器被分為了內部ram和sfr（特殊功能暫存器）共計256b。只有低128b可以存放通用資料，高128b是特殊功能暫存器區。

工作暫存器組區：從00h——1fh是工作暫存器組。工作暫存器有4組，每組有8個。分別是r0——r7。

通用ram：從30h——7fh這片空間是通用ram，我們一般把堆疊放在這裡。

可位定址區：20h——2fh這片空間是可位定址區，每個位都有它的位位址，從00h——7fh。

特殊功能暫存器：從80h——ffh這片空間是sfr區。我們知道51微控制器有21個特殊功能暫存器。它並沒有完全佔據內部ram的高128b。有些地方是空著的。我們需要特別注意這些sfr。因為我們對8051的操作，實質是對暫存器的操作。我們也只能是去操作暫存器。

從上面我們也都看出了8051的儲存器的位址有大量的重合，那麼我們該怎麼去區分到底訪問哪個空間。8051對於位址重合區域的訪問方案是通過指令的不同來解決的。不同的指令表示了訪問的空間是哪乙個。