51基礎知識 51微控制器小結（一）

本文最後編輯於2020-2-3

51微控制器是比較適合新手入門的一款微控制器，結構簡單，易於學習。本部落格為筆者自學完微控制器後進行的小總結。

微控制器我也是學學放放，中間遇到了很多挫折（當然現在也是），我是自學了c語言之後，在大一下學期開始接觸51的，所以，我的51系列blog比較淺顯，因為用微控制器的時間較少，所以，也並不全面，僅供參考。如有錯誤，敬請指正。

微控制器也叫單片微控制器，可以簡單的理解為：一種整合在晶元上的微型計算機系統。通用計算機採用馮諾依曼結構（不完全是馮諾依曼結構）而51微控制器屬於哈佛結構。

（這裡之說馮諾依曼結構與哈佛結構的差異）馮諾依曼結構認為程式是特殊的資料，所以將程式與資料一起儲存，而哈佛結構將程式與資料分離儲存。微控制器一般用於控制領域，個人電腦，宕機的話可以重啟，而微控制器一般工作時無人看管，如果跑飛，可能會造成極大的損失。在馮諾依曼結構中，資料與程式一起儲存，程式跑飛，可能會對原有的程式片段進行修改，而在哈佛結構中程式片段與資料分離，即使跑飛，程式也不會被修改，（且跑飛後規律很明顯，程式區不變，資料區的資料不斷變化），相對馮諾依曼結構，哈佛結構的微控制器跑飛的機率會變低。

既然講到了哈佛結構是程式與資料分開來儲存的，那就說一說51儲存器的結構

rom：程式儲存器

ram：資料儲存器

對於51微控制器來說__rom__是必備的，沒有rom微控制器就不能工作，當微控制器工作時，指令是從rom去除來一條一條的執行的。

rom又有內部rom和外部rom之分，內部rom是在微控制器內部的，而外部rom，是通過位址匯流排來和微控制器通訊的。

這裡引出微控制器的第乙個比較重要的引腳ea(ea要加上劃線，取反)，當ea為高電平（5v）時，微控制器從內部儲存器開始讀取程式，當ea為低電平時，微控制器從外部儲存器開始讀取程式。

在數位電路中高電平代表1，低電平代表0，一般規定低電平為00.25v，高電平為3.55v。

加上劃線的引腳代表低電平有效，如ea引腳，加低電平的話，微控制器才從外部rom開始讀取指令執行（這樣說不嚴謹，可以簡單的這樣記）。

51微控制器一共有40個引腳：p0、p1、p2、p3、vcc、gnd、rst、ea（反）、ale、psen（反）、xtal1、xtal2.

p0到p3為輸入輸出口。

vcc、gnd是主電源引腳。

rst、ea（反）、ale、psen（反）為控制引腳。

xtal1、xtal2為**電路引腳。

**電路一般使用晶振和電容組成、可以產生標準的正弦波訊號，相當於微控制器的心臟，**電路**一次，產生乙個脈衝訊號，微控制器執行一次或多次指令。

rst就相當於重啟

ea（反）相當於要不要從u盤中啟動

其他待補充。。。（目前還沒有用到）

p1、p2、p3 作為準雙向i/o口來使用，p0作為雙向i/o口使用。

準雙向i/o口在作為輸入口使用時，應先寫1，再使用。

其中1.在有外部儲存器或拓展i/o口時p0分時復用為低八位位址匯流排或雙向資料匯流排、p2作為高八位位址匯流排或雙向資料匯流排。

2.p0口作為i/o口輸入時，不需要上拉電阻但需要先置1然後再使用

3.p0口輸出時，由於內部沒有上拉電阻，故要外接上拉電阻

4.只有p0口沒有內接上拉電阻，其他口都有上拉電阻

在時鐘電路工作以後，當外部電路使得rst端出現2個機器週期以上的高電平，系統內部自動復位（重啟）。復位方式有兩種，手動復位和自動復位。

機器週期

乙個機器週期有六個狀態分別為s1-s6.每個狀態下有兩拍 p1、p2，而乙個時鐘週期（**週期）為一拍

指令週期

計算機取一條指令至執行完該指令需要的時間為指令週期，不同指令，週期不同，大部分指令由乙個指令週期或兩個指令週期完成，只有乘法、除法指令需要4個指令週期。

以12m的晶振為例，其時鐘週期為 1/12m = 1/12us，機器週期為時鐘週期x12，為1us

按照上文所述，12m的晶振應該是比較適合微控制器選用的晶振，計算出的機器週期正好為1us方便使用，但為何會出現11.0592m的晶振？，原因是通訊時使用的波特率，11.0592可以被較好的分頻，而12m每次分頻後會產生誤差，誤差慢慢積累會導致資料越來越不準確，故有11.0592m的晶振。

參考資料

微控制器原理及應用

分析微控制器晶振大多為11.0592的原因

為什麼微控制器的晶振會有 11.0592mhz 這個數字？

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