本文主要是關(guān)于51單片機(jī)的相關(guān)介紹，并著重對(duì)51單片機(jī)的原理及其模塊化編程進(jìn)行了詳盡的闡述。

51單片機(jī)

51單片機(jī)是對(duì)所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8004單片機(jī)，后來隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8004單片機(jī)取得了長足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，今后很長的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門的一個(gè)單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是51系列的單片機(jī)一般不具備自編程能力。

功能

·8位CPU·4kbytes程序存儲(chǔ)器（ROM） （52為8K）

·128bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） （52有256bytes的RAM）

·32條I/O口線·111條指令，大部分為單字節(jié)指令

·21個(gè)專用寄存器

·2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)（52有6個(gè)）

·一個(gè)全雙工串行通信口

·外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kB

·外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為64kB

·邏輯操作位尋址功能·雙列直插40PinDIP封裝

·單一+5V電源供電

CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；

RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；

ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；

I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出

T/C：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；

五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；

一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；

片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最佳振蕩頻率為6M—12M。

功能

·8位CPU·4kbytes程序存儲(chǔ)器（ROM） （52為8K）

·128bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） （52有256bytes的RAM）

·32條I/O口線·111條指令，大部分為單字節(jié)指令

·21個(gè)專用寄存器

·2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)（52有6個(gè)）

·一個(gè)全雙工串行通信口區(qū)別

同樣的一段程序，在各個(gè)單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51， PHILIPS，和WINBOND等，我們常說的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機(jī)，同時(shí)是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲(chǔ)器取代了原來的ROM（一次性寫入），AT89C51的性能相對(duì)于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。

不過在市場化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，89S51已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的Atmel公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，89S51采用0.35新工藝，成本降低，而且將功能提升，增加了競爭力。89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片。同時(shí)，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場上見到的89C51實(shí)際都是Atmel前期生產(chǎn)的巨量庫存而以。如果市場需要，Atmel當(dāng)然也可以再恢復(fù)生產(chǎn)AT89C51。

89S51相對(duì)于89C51增加的新功能包括：

-- 新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變，甚至比89C51更低！

-- ISP在線編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。

-- 最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。

-- 具有雙工UART串行通道。

-- 內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路。

-- 雙數(shù)據(jù)指示器。

-- 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。

-- 全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的盜版變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。

-- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序（不論教科書上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。

比較結(jié)果：就如同INTEL的P3向P4升級(jí)一樣，雖然都可以跑Windows98，不過速度是不同的。從AT89C51升級(jí)到AT89S51 ，也是同理。和S51比起來，C51就要遜色一些，實(shí)際應(yīng)用市場方面技術(shù)的進(jìn)步是永遠(yuǎn)向前的。

·外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kB

·外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為64kB

·邏輯操作位尋址功能·雙列直插40PinDIP封裝

·單一+5V電源供電

CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；

RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；

ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；

I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出

T/C：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；

五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；

一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；

片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最佳振蕩頻率為6M—12M。

51單片機(jī)如何進(jìn)行模塊化編程

分模塊的好處

首先，這是我在寫萬年歷和溫度傳感器的時(shí)候，顯然這是我經(jīng)過收縮函數(shù)之后的程序

由上圖可以看出，當(dāng)我收縮函數(shù)的時(shí)候，代碼已經(jīng)到達(dá)了451行，而當(dāng)我打開之后，函數(shù)就達(dá)到了上千行，你們想想，當(dāng)你看著這一千多行的代碼時(shí)，你能夠方便的從中找出僅僅是一行的錯(cuò)誤嗎？這顯然是不可能的。既然對(duì)于自己這個(gè)打代碼的人都很難看得懂，更別說別人了！

而讓我們來看看下面這個(gè)同樣的程序

怎么樣，是不是看得容易了許多。對(duì)于學(xué)過51單片機(jī)的人來說，他能知道：

第一個(gè)模塊是主函數(shù)模塊，第二個(gè)模塊是液晶顯示和數(shù)碼管顯示模塊，第三個(gè)是時(shí)間延時(shí)模塊，第四個(gè)是溫度傳感器模塊。

而對(duì)于沒學(xué)過的人來說呢，看我的模塊名稱他也能知道第一個(gè)是主函數(shù)模塊，第二個(gè)是和顯示有關(guān)的模塊，而第三個(gè)是和時(shí)間有關(guān)的模塊，最后一個(gè)雖然他不知道，但他可以百度對(duì)吧，就可以知道這是和溫度傳感器有關(guān)的模塊。

這樣一看，整個(gè)程序就非常的清晰，每個(gè)人都能看懂你的程序在哪定義了些什么。而這對(duì)于每個(gè)人日后的工作來說是至關(guān)重要的。想要讓別人能看懂你的代碼，就要好好的規(guī)劃自己程序的模塊怎么劃分，才能讓別人看的簡單。對(duì)于所有想要從事有關(guān)于計(jì)算機(jī)的職業(yè)的人，只要你不是那種萬中無一IT大佬，你都不可能獨(dú)自完成整個(gè)軟件的程序設(shè)計(jì)，公司里都會(huì)把整個(gè)程序分成許多的模塊，讓每個(gè)人完成各自的模塊，最后再由專門的人員整合起來。對(duì)于現(xiàn)在的我們來說，養(yǎng)成寫程序分模塊的習(xí)慣尤為重要。

接下來講講干貨

首先你得有主函數(shù)的模塊，（這個(gè)最后整合了之后再講）然后是其他的模塊。

先來講講分模塊。開始你要建立一個(gè)工程，對(duì)于單片機(jī)來說，只要在工程文件下建立就

在自己的工程文件下建立 .c 的文件就可以（名字用小寫）。

（對(duì)于c語言來說主模塊和其它模塊是不建到一起的，這個(gè)本人用的是VS2017而且學(xué)的時(shí)間不長，所以就是在這隨口提一下。）

（以delay模塊為例）

創(chuàng)建好了 .c 文件后，我們把.c文件添加進(jìn)工程中，之后還需要在創(chuàng)建一個(gè) .h 的文件（假如你的.c文件是delay.c那么你的.h文件必須為delay.h的文件，且這個(gè)文件要與.c的文件放在同一個(gè)文件夾中）類似以下這樣

接下來就先講講.c的文件

首先要寫的就是 #include“delay.h” 記住這個(gè)函數(shù)必須要有，它所添加的就是我們剛剛建立的那個(gè).h的文件，通過這個(gè)函數(shù)我們把它們關(guān)聯(lián)起來（其他的學(xué)過c語言的應(yīng)該都知道，添加需要的庫，恒定義，創(chuàng)建一些需要使用的函數(shù)）

接下來就是重點(diǎn)的.h文件

基本的寫法就是

#ifndef __（你所定義的.h文件的大寫）_H__

#define __（你所定義的.h文件的大寫）_H__

這里的東西是你之前在.c文件中定義過的函數(shù)（記住不要全部復(fù)制，只需復(fù)制開頭的函數(shù)）

#endif

大體上就是這樣的，只需要復(fù)制開頭的函數(shù)，不過切記，函數(shù)后面的分號(hào)千萬千萬千萬別忘了

好了這就是一個(gè)時(shí)間的模塊了，其它的模塊也一樣，接下來就到最重要的一步---整合

在main函數(shù)也就是主函數(shù)當(dāng)中，當(dāng)我們需要使用我們之前定義的函數(shù)的時(shí)候，我們就需要在開頭把函數(shù)所在的文件添加進(jìn)去，正如我所寫的

#include“display.h” #include“delay.h” #include“de18b20.h”

其余的就是與你的主函數(shù)寫的程序相關(guān)的東西

其它模塊的互相關(guān)聯(lián)

其它的模塊也可以像主模塊那樣關(guān)聯(lián)起來的

就拿我上面這個(gè)ds18b20的.c文件來講，在它的函數(shù)里是需要用到延時(shí)的函數(shù)的，而延時(shí)函數(shù)是定義在delay模塊里的，因此我們需要添加delay的模塊才能使用我們定義延時(shí)函數(shù)，所以就有了 #include “delay.h”

結(jié)語

關(guān)于51單片機(jī)的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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