51单片机为什么是8位机呢
51单片机属于8位机
1、处理能力的概念。
51单片机属于8位机,8位是个什么意思呢?就是CPU处理的数据是8位的。位数的高低体现了CPU处理能力的强弱。4位的处理器已经基本淘汰了,8位的处理器占据了低端单片机的大部分市场,32位处理器是现在兴起的嵌入式系统的主流配置,我们常用的电脑大多都是32位,64位的处理器也有,但是市场份额比较少,价格也较高。所以我们学习的51单片机属于比较低级的单片机,会逐渐被新兴的嵌入式处理器所淘汰,但是51单片机成本低,学习资源最丰富,上手容易,对于初学者来说是很理想的用于学习的单片机。
2、存储器问题。
51单片机有两类存储器,一类是程序存储器ROM,它断电以后数据不丢失,但是必须用编程器擦除和写入程序;另一类是数据存储器RAM,它断电以后数据会丢失,但是可以用程序改写内容。以AT89C51为例,因为它有16条地址线(P0和P2),所以它可以访问64K存储器空间(2的16次方是65535),它的ROM和RAM都是分内外的,外部存储器都需要扩展,扩展方法参见教材。但是ROM和RAM 的内外执行方式不同,ROM的内外切换要用EA脚(31脚)的电平选择,而RAM 的切换可以直接用不同指令MOV和MOVX分开同时访问。例如AT89C51有4K内部ROM,64K外部ROM,如果EA=1,则从内部ROM开始执
行,当超出4K之后,跳转到片外4K以上的空间运行;如果EA=0,则完全在外部ROM中运行,内部ROM不再起作用。什么意思呢?就是要么运行内部4KROM要么运行外部4KROM,内外ROM 的前4K不能同时运行,必须用EA切换。所以一般在没有外部ROM的情况下,EA 必须接电源正极,否则程序不能运行。我曾经因为EA悬空造成程序无法运行,苦苦思索一周才到原因,期间因为盲目测试导致3块AT89C51损坏,教训十分惨痛,望后来者吸取教训。RAM就不同了,AT89C51有128B内部RAM,可以扩展64K外部RAM,这两个部分的RAM可以同时被访问,注意选择不同指令即可,访问内部用MOV,访问外部用MOVX,外部RAM扩展方法参见教材。ROM的种类除了常见的PROM(可编程ROM),还有MASK  ROM、FLASH  ROM 和EEPROM等种类。MASK  ROM是掩模存储器,掩模的意思就是工厂把程序直接做在芯片上了,适于不需要反复修改的大批量产品生产,成本非常低,但是用户不能更改程序,8051里就是这种ROM。我最初接触单片机的时候,去电子市场买8051,结果商家真的卖给我了一块,回家一看,里面全都是程序,根本无法修改,现在回想起来,自己简直是个傻瓜,哪有买掩模ROM的单片机做学习和开发的?!商家也不告诉我已经烧好的程序可以干什么,害的我只能拿它当8031使了!这个教训真是好笑,希望大家一定要搞明白ROM的种类区分。PROM有OTP(一次性编程)和允许反复擦写(用紫外线照射擦除)两种,87C51系列就是OTP的ROM;就现在的形势看,ROM有普及FLASH之势,那些用紫外线擦除的垃圾看来是要被淘汰了。FLASH  ROM可以电擦写,但必须整块擦除,写入速度快,擦写次数在1000到10万次之间(视不同类型芯片而定),事实上89C51系列的ROM就是FLASH  ROM,U盘内的ROM也是,一种NAND FLASH现在广泛用于嵌入
式系统中,它的存储容量大,成本低,可以实现固态硬盘的功能;EEPROM是电可擦写存储器,它是按
位擦写的,可以擦写10万次以上,但擦写速度较FLASH ROM要慢,AT24C02就是EEPROM,我们用的很多智能IC卡也是。RAM的种类有静态SRAM,动态DRAM 和SDRAM之分。SRAM只要写入一次,有电数据就可以保持,单片机里就是SRAM,但是它的缺点就是太贵,所以单片机里的RAM都很小。DRAM一次写入数据之后只能保持一瞬间,必须不断重写,叫做刷新,这个过程还需要相应的逻辑电路支持,很麻烦但是很便宜。SDRAM叫做具有静态特性的动态RAM,它把逻辑刷新电路和DRAM做到了一起,它的工作方式本质是动态的,但是从外部看相当于一个SRAM,这样就不但具有静态特性而且价格便宜,我们电脑里的内存条都是SDRAM。我自己的理解是这样的,就像爬山比赛,能力强的人呢,爬上去就不会滑下来。但是能力不行的人站不住,只好滑下来再爬上去,反复这样,频率高了给人的感觉就好像他在山上一样。呵呵,反正能力强的东西总是更贵一些的。
3、IO口问题。
P0口是集电极开路,所以我的实验板上给它加了上拉电阻。上拉电阻的作用就是在基本没有电流输出的情况下将管脚电位拉到5V,这样对于外部来说是逻辑1,如果没有这个电阻,管脚电位就是0。为什么?假如三极管关闭的情况下C-E 间电阻为100M,如果上拉电阻为10K,则分压的结果是几乎接近5V,
这就是上拉的原理。IO口的驱动能力有限,AT89C51也就不到20MA(8051连这些都没有),可以直接驱动LED(电流流入方式),但是驱动别的大电流外部设备必须加驱动电路,否则会烧毁IO口,务必注意。迄今为止,我一共烧毁了7块AT89C51,损失了一把银子之后我终于到了原因:一个是电源问题,电源电压超过5V或者极性颠倒都会导致芯片烧毁;另一个问题就是我在单片机供电的情况下测量P0.0脚(39脚)电位时表笔不小心连通了电源正极(40脚),而此时刚好P0.0内部MOS管开通(也就是输出0),结果直接烧毁了输出MOS管。因为P0口是数据线,结果导致编程时数据无法写入。这个教训最惨痛了,务必牢记。单片机的一种绝对保密技术就是利用了这种方法,编程之后烧毁一只闲置的数据或地址管脚的输出管,造成数据无法读出,达到绝对保密的目的。还有一点需要注意,如果要读入管脚的状态,必须先向该管脚写1,然后再读该管脚方能得到正确输入。使用P3的第二功能之前,也要先向P3口写1,目的都是让IO口输出管关闭。IO口详细构造请阅读51教材相关部分。
4、有关寻址方式。
相关教材中的寻址部分纯粹是别扭,我都可以用51开发产品了,可是我现在重读这部分教材依然一头雾水,无法理解。不理解很好,说明你大脑正常,不用去管教材所说的寻址方式到底是什么意思,你学会如何使用就行了。其实就是对数字操作(所谓立即寻址)、对寄存器操作(所谓寄存器寻址)、对地址操作(所谓直接寻址)、对指针操作(有专用指针也有寄存器作为指针)和对位操作5种
情况。寻址方式就是告诉你一个操作什么东西的问题,没有什么高深的。如果还是不明白就不要看这部分内容了,直接学习指令进行编程,当你编程很熟练之后,你会发现,其实它那些怪里怪气的寻址方式命名是很可笑的。
5、对中断概念的理解。
我最开始看了一个使用中断的程序之后,想了好几个晚上也没有理解什么叫中断。这个程序的注释竟然说中断服务程序是这个程序的核心部分,我当时就茫然
了——那主函数是什么?垃圾吗?在我的认识里,主函数才应该是一个程序的核心。忘了过了多少日子,我终于明白了中断的含义。假如你设置一只闹钟6点叫你,如果你6点准时爬起来看闹钟是不是叫你的话,那就不叫闹钟了,你成了闹钟的闹钟了。初学者很容易不明白为什么主函数里并没有跳转到中断服务函数的指令,怎么中断服务程序就自己自动执行了呢?没错,中断不需要什么指令来启动,它会自己启动,就像定时到点就会自动爆炸一样。什么时候启动由定时器、计数器或者外部中断决定,这是一个前台运行过程(谁表演谁就是前台嘛),你在后台看不到,后台是个设置中断的过程,决定什么情况下中断会叫你。比如你在车站等你女朋友,你无法准确知道她什么时候来,所以后台函数是个循环——你来回踱步,焦急的等待。当你女朋友出现的时候,她要求你停止踱步,和她去商店买衣服——这是中断服务函数。如果你女朋友还没来,你就自己跑到商店里了,那就不叫中断了。
如果她来了你还在踱步——很不幸,系统不是跑飞就是崩溃了,呵呵。有关中断的具体操作与设置方法,请仔细阅读51教材相关部分。中断是单片机一个的难点,也是一个有特之处,没有中断的话单片机就失去了全部的灵活性与实时性,变成一块用于顺序控制的数字电路了。
6、编程语言问题。
你可以用汇编编程,也可以用C51语言编程。它们各有各的强项和弱点,选择哪种语言要根据你的基础和具体任务确定。有个老兄这样说:汇编挺好啊,不过你用着用着就想用C51了;C51嘛,也挺好啊,不过你用着用着就想用汇编了。呵呵,真的是这样。我个人的理解是:汇编好写不好看,C语言好看不好写。去看别人一段没有注释的汇编语言是一件很困难的事情,看不懂并不说明你编程水平差。这种情况下先不要看别人的例程,根据你自己的思路编写即可,到了关键部分或是遇到障碍再看看例程,效果很好。别人写的C语言比较好理解,因为C 语言本质上就是各种各样的函数调来调去的过程,看懂了函数,程序基本就明白了。下面说说汇编和C各自的特点:汇编是个事必躬亲的战术语言,要干什么就直接干什么,什么事情都要直接操作硬件,所以累啊——系统倒不累,你累啊,呵呵,累死你换来的好处就是代码比较小,而且工作准确,操作决不会马马虎虎。C语言就不同了,是个战略语言,只抓大局,一堆基层工作全给INCLUDE了,够狠,要干什么不好好干,非要拐弯抹角——比如重新运行不让用跳转(封杀GOTO 语句),非要设计一个巧妙的循环,汇编就没这么不老实。这次你不累了,但是如果智商不够就惨了,一句都写不下去,不像汇编——就算我笨,能编多少
rom是什么时多少,编一点是一点。当甩手掌柜自然不错,但是缺点也很明显:一来代码要大不少,系统资源一下就被搞紧张了;二来涉及到对硬件的具体操作就它就没招了,还得求人家汇编,呵呵。所以汇编和C你都要掌握,大局由C定,几处需要准确处理硬件的工作交给汇编,属于瞎子背瘸子的组合,呵呵。两手抓,两手都要硬,互相渗透,结合使用,这就是学习单片机语言的基本原则。说了一顿,和具体编程一点关系都没有,但是原则你要把握。汇编语言我就不说了,教材都会详细说明指令的意义和使用方法,下面我说一下C51。C语言的具体结构和编写方法你明白了吗?没明白赶紧看书。C51与通用C语言的区别我理解主要有两点:一是中断函数的声明与使用,二是如何在单片机里进行位操作,我的理解就这一点点,当然这与我水平比较菜有很大关系。那么C语言如何能够认识那些单片机的寄存器呢?难道每写一个程序都先要铺天盖地的定义一番?!这个我们不怕也不用管,KEIL里有自带的包含文件来解决这个问题。你在KEIL里写C51程序的话,
上来先写一个#INCLUDE<AT89C51.H>,这一堆问题就解决了,下面你可以直接写P0=0X00,或者SCON=0X00之类,反正C语言可以认识,还能正确编译,怎么样?战略语言确实不得了,脏活全让<AT89C51.H>这个文件做了。当然想舒服就得付出资源的代价,C代码肯定比汇编大,不信你编写一个同样的汇编程序试试看。想学习C51的话,可以一本教材,但是如果你基本明白C了,买教材就有点浪费了,因为大多数C51教材都花上很大篇幅讲C的规则,什么数据类型,什么控制语句,简直是浪费白纸,所以你借一本教材看看C51和通用C不同的地方就可以了,买一本实在不值得。借不到也可以
到网络上搜索一下,有更通俗的教材,这里推荐明浩写的那个基于KEIL软件的C51教材,虽然只有几课内容,很简单,但是非常容易理解,也很实用,同时还说明了KEIL的使用方法。
常见问题就谈这么多,都是一些概括性的介绍,具体问题你要自己去解决。

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