8051微控制器基础知识、特性和应用特点

8051微控制器是嵌入式系统、消费电子、汽车等各个领域中最流行和最常用的微控制器之一，技术上称为Intel MCS-51架构。8051微控制器系列是由Intel公司在1980年开发，在80年代非常流行（当然现在也很流行）。

8051微控制器具有串行通信、定时器、中断等许多功能，因此许多大学生和初学者开始使用8051微控制器来研究微控制器的原理（尽管这种趋势似乎随着Arduino的引入而改变）。

现在看来，8051微控制器可能看起来有点过时，但小编认为，它是开始使用微控制器、嵌入式系统和编程（C语言和汇编）的最佳平台之一，而对于刚入门的朋友，好好研究8051微控制器是非常有必要的。

8051单片机介绍及历史

英特尔的8051微控制器（英特尔MSC-51 架构）是8048微控制器（英特尔MSC-48架构）的后继产品。

最初，8051微控制器是使用N-MOS技术开发的，但使用电池供电的设备及其低功耗导致使用CMOS技术（以低功耗而闻名）。

尽管英特尔开发了8051微控制器（2007年停产），但仍有20多家半导体制造商生产兼容8051的微控制器，即基于MSC-51架构的处理器。

不同厂家生产的部分8051微控制器有：Atmel (AT89C51, AT89S51)、Phillips (S87C654)、STC Micro (STC89C52)、Infineon (SAB-C515, XC800)、Siemens (SAB-C501)、Silicon Labs (C8051) 、NXP（NXP700、NXP900）等。

大多数现代8051微控制器是硅 IP内核（知识产权内核），但也可以使用分立的8051微控制器IC。由于其低功耗、较小的尺寸和简单的架构，8051 IP内核用于 FPGA（现场可编程门阵列）和SoC（片上系统），而不是基于高级ARM架构的MCU。

8051微控制器基础知识

8051是一个8位微控制器，即8051微控制器（内部和外部）的数据总线为8位宽。它是一个基于CISC具有哈佛架构的微控制器（独立的程序和数据存储器）。由于微控制器的基本布局包括 CPU、ROM、RAM 等。8051微控制器也有类似的布局，下图显示了典型805 微控制器的简要布局示意图：

8051微控制器基本特性

8051微控制器的一些基本特性主要包括以下几个方面内容：

• 8位ALU：ALU或算术逻辑单元是微控制器的核心。它对二进制数执行算术和按位运算。8051中的ALU是一个8位 ALU，即它可以对8位数据执行操作。
• 8位累加器：累加器是与ALU相关的重要寄存器。8051中的累加器是一个8位寄存器。
• RAM：8051微控制器具有128字节的RAM，其中包括SFR和输入/输出端口寄存器。
• ROM：8051有4KB的片上ROM（程序存储器）。
• I/O 端口：8051有四个8位输入/输出端口，可按位寻址和双向。
• 定时器/计数器：8051有两个16位定时器/计数器。
• 串口：8051支持全双工UART通信。
• 外部存储器：8051微控制器一次可以访问两条16位地址线：RAM和ROM各一条。8051微控制器可以访问RAM和ROM的总外部存储器为64KB。
• 附加功能：中断、片上振荡器、布尔处理器、掉电模式等。

注意：一些特性，如RAM和ROM的大小、定时器的数量等，不是通用的，它们因制造商而异。

8051微控制器封装

8051微控制器有多种IC封装类型可供选择，最流行和最常用的8051微控制器封装是双列直插式或DIP。它通常以40针PDIP或塑料DIP IC的形式提供。

另一种常见的封装类型是44-Lead PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier），它是一种表面贴装封装。8051微控制器的另一种表面贴装封装是44引脚TQFP（薄四方扁平封装）。

8051控制器的应用

即使随着许多先进和优越的微控制器的发展，8051微控制器仍在许多嵌入式系统和应用中使用。8051微控制器的一些应用如下：

• 消费类电器（电视调谐器、遥控器、电脑、缝纫机等）。
• 家庭应用（电视、录像机、视频游戏、摄像机、乐器、家庭安全系统、车库开门器等）。
• 通信系统（手机、对讲机、答录机、寻呼设备等）。
• 办公室（传真机、打印机、复印机、激光打印机等）。
• 汽车（安全气囊、ABS、发动机控制、变速箱控制、温度控制、无钥匙进入等）。
• 航空航天。
• 医疗器材。
• 防御系统。
• 机器人技术。
• 工业过程和流量控制。
• 无线电和网络设备。
• 遥感控制。

总结

简单来说，8501微控制器是一款很老旧的微控制器，虽然Intel公司早已停产，但当前8501微控制器的应用依旧非常广泛，而且设计到多个领域。

另外，对于初学者而言，学习8501微控制器工作机制，能够更好的理解和研究当前更深层次架构的各类型号微处理器。

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