微控制器-8051体系结构

什么是微控制器？

微控制器是一种集成了CPU、存储器、IO端口、定时器等功能模块的芯片。

8051体系结构

8051是一种广泛使用的微控制器。它的体系结构如下：

从上到下依次是：CPU、存储器、IO端口、定时器、串行通信接口。

CPU

8051采用的是CISC（复杂指令集）架构，具有12位地址总线和8位数据总线。它拥有128字节的片上RAM，可以根据需要外接更多的RAM、ROM等存储器。

8051的核心是它的ALU（算数逻辑单元），它能够执行多种指令，例如算术运算、逻辑运算、移位操作等。

存储器

8051有两种存储器：片上RAM和片上ROM。它们的大小都是128字节。片上RAM用于存储变量和程序运行时的临时数据；片上ROM用于存储代码和常量等。

外接的存储器可以有不同的容量，例如8KB、16KB等。

IO端口

8051微控制器有4个8位的IO端口（P0、P1、P2、P3），它们可以用来控制外部设备的输入输出。P0口还可以用作计数器输入端口。

IO端口的每一位都可以设置为输入或输出状态。可以使用8051的中断机制，当端口值发生变化时自动响应。

定时器

8051微控制器有两个定时器：T0和T1，它们可以在特定事件的时间间隔内计数。

T0和T1各自都有一个控制寄存器和一个数据寄存器。这些寄存器可以配置定时器的工作模式、计数位宽等参数。

串行通信接口

8051有一个可与外部设备进行同步或异步串行数据传输的通信接口。它可以配置为使用标准的UART或SPI协议。

8051编程

8051编程可以使用汇编语言或高级语言（例如C语言）。编译器和调试器都可以在电脑上运行。

下面是一个使用汇编语言的示例代码，它将P1口上的所有引脚设置为输出状态，并使它们依次输出一个数字信号：

ORG 0H

MOV P1,#0H          ; 初始化P1口

MOV R0,#0H          ; R0寄存器用于计数

AGAIN:              ; 开始循环

    MOV P1,R0       ; 将R0的值输出到P1口

    INC R0          ; R0加1

    CJNE R0,#10,AGAIN   ; 如果R0不等于10，则继续循环
                      
END

这个程序使用P1口的8个引脚依次输出了从0到9的数字。

总结

8051微控制器是一种功能强大的芯片，具有丰富的体系结构和广泛的应用场景。程序员可以使用汇编语言或高级语言进行编程，并可以充分利用它的各种功能模块。