第一章 介绍 这是一本关于 Intel 80C51 以及广大的 51 系列单片机的书 这本书介绍给读者一些 新的技术 使你的 8051 工程和开发过程变得简单 请注意 这本书的目的可不是教你各种 8051 嵌入式系统的解决方法 为使问题讨论更加清晰 在适当的地方给出了程序代码 我们以讨论项目的方法来说 明每章碰到的问题 所有的代码都可在附带的光盘上找到 你必须熟系 C 和 8051 汇编 因 为本书不是一本 C 和汇编的指导书 你可以买到不少关于 ANSI C 的书 最佳选择当然是 Intel 的数据书 可从你的芯片供应商处免费索取 和随编译工具附送的手册 附送光盘中有我为这本书编写和收集的程序 这些程序已经通过测试 这并不意味着 你可以随时把这些程序加到你的应用系统或工程中 有些地方必须首先经过修改才能结合 到你的程序中 这本书将教你充分使用你的工具 如果你只有 8051 的汇编程序 你也可以学习该书和 使用这些例子 但是你必须把 C 语言的程序装入你的汇编程序中 这对懂得 C 语言和 8051 汇编程序指令的人来说并不是一件困难的事 如果你有 C 编译器的话 那恭喜你 使用 C 语言进行开发是一个好的决定 你会发现 使用 C 进行开发将使你的工程开发和维护的时间大大减少 如果你已经拥有 Keil C51 那 你已经选择了一个非常好的开发工具 我发现 Keil 软件包能够提供最好的支持 本书支持 Keil C 的扩展 如果你有其它的开发工具像 Archimedes 和 Avocet 这本书也能很好地为 你服务 但你必须根据你所用的开发工具改变一些 Keil 的特殊指令 在书的一些地方有硬件图 实例程序在这些硬件上运行 这些图绘制地不是很详细 主要是方框图 但足以使读者明白软件和硬件之间的接口 读者应该把这本书看成工具书 而不是用来学习各种系统设计 通过本书 你可以了 解给定一定的硬件和软件设计之后 8051 的各种性能 希望你能从本书中获取灵感 并有助 于你的设计 使你豁然开朗 当然 我希望你也能够从本书中学到有用的知识 使之能够 提升你的设计
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第二章
硬件
1 概述 8051 系列微处理器基于简化的嵌入式控制系统结构 被广泛应用于从军事到自动控制 再到 PC 机上的键盘上的各种应用系统上 仅次于 Motorola 68HC11 在 8 位微控制器市场 上的销量 很多制造商都可提供 8051 系列单片机 像 Intel Philips Siemens 等 这些 制造商给 51 系列单片机加入了大量的性能和外部功能 像 I2C 总线接口 模拟量到数字量 的转换 看门狗 PWM 输出等 不少芯片的工作频率达到 40M 工作电压下降到 1.5V 基 于一个内核的这些功能使得 8051 单片机很适合作为厂家产品的基本构架 它能够运行各种 程序 而且开发者只需要学习这一个平台 8051 系列的基本结构如下 1 一个 8 位算术逻辑单元 2 32 个 I/O 口 4 组 8 位端口 可单独寻址 3 两个 16 位定时计数器 4 全双工串行通信 5 6 个中断源 两个中断优先级 6 128 字节内置 RAM 7 独立的 64K 字节可寻址数据和代码区 每个 8051 处理周期包括 12 个振荡周期 每 12 个振荡周期用来完成一项操作 如取指 计算指令执行时间可把时钟频率除以 12 取倒数 然后指令执行所须的周期数 令和 因此 如果你的系统时钟是 11.059MHz 除以 12 后就得到了每秒执行的指令个数 为 921583 条指令 取倒数将得到每条指令所须的时间 1.085ms
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2 存储区结构 8051 结构提供给用户 3 个不同的存储空间 如图 A-1 每个存储空间包括从 0 到最大 存储范围的连续的字节地址空间 通过利用特定地址的寻址指令 解决了地址重叠的问题 三个地址空间的功能如图所示
图 A-1-8051 存储结构 2.1 CODE 区 第一个存储空间是代码段 用来存放可执行代码 被 16 位寻址 空间可达 64K 代码 段是只读的 当要对外接存储器件如 EPROM 进行寻址时 处理器会产生一个信号 但这并 不意味着代码区一定要用一个 EPROM 目前 一般使用 EEPROM 作为外接存储器 可以被外 围器件或 8051 进行改写 这使系统更新更加容易 新的软件可以下载到 EEPROM 中 而不 用拆开它 然后装入一个新的 EEPROM 另外 带电池的 SRAMs 也可用来代替 EPROM 他可 以像 EEPROM 一样进行程序的更新 并且没有像 EEPROM 那样读写周期的限制 但是 当电 源耗尽时 存储在 SRAMs 中的程序也随之丢失 使用 SRAMs 来代替 EPROM 时 允许快速下 载新程序到目标系统中 这避免了编程/调试/擦写这样一个循环过程 不再需要使用昂贵 的在线仿真器 除了可执行代码 还可在代码段中存储查寻表 为达此目的 8051 提供了通过数据指 针 DPTR 或程序计数器加上由累加器提供的偏移量进行寻址的指令 这样就可以把表头地址 装入 DPTR 中 把表中要寻址的元素的偏移量装入累加器中 8051 在执行指令时的过程中 把这两者相加 由此可节省不少指令周期 在以后的例子中我们会看到这点

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