51基础知识——51单片机小结（一）
本文最后编辑于2020-2-3
概述
51单片机是比较适合新手入门的一款单片机，结构简单，易于学习。本博客为笔者自学完单片机后进行的小总结。
单片机我也是学学放放，中间遇到了很多挫折（当然现在也是），我是自学了C语言之后，在大一下学期开始接触51的，所以，我的51系列blog比较浅显，因为用单片机的时间较少，所以，也并不全面，仅供参考。如有错误，敬请指正。
正文
51单片机的结构(基于MCS-51)
单片机也叫单片微控制器，可以简单的理解为：一种集成在芯片上的微型计算机系统。通用计算机采用冯诺依曼结构（不完全是冯诺依曼结构）而51单片机属于哈佛结构。
为什么51单片机要使用哈佛结构？
（这里之说冯诺依曼结构与哈佛结构的差异）冯诺依曼结构认为程序是特殊的数据，所以将程序与数据一起存储，而哈佛结构将程序与数据分离存储。单片机一般用于控制领域，个人电脑，死机的话可以重启，而单片机一般工作时无人看管，如果跑飞，可能会造成极大的损失。在冯诺依曼结构中，数据与程序一起储存，程序跑飞，可能会对原有的程序片段进行修改，而在哈佛结构中程序片段与数据分离，即使跑飞，程序也不会被修改，（且跑飞后规律很明显，程序区不变，数据区的数据不断变化），相对冯诺依曼结构，哈佛结构的单片机跑飞的几率会变低。
存储器结构
既然讲到了哈佛结构是程序与数据分开来存储的，那就说一说51存储器的结构
ROM：程序存储器
RAM：数据存储器
对于51单片机来说__ROM__是必备的，没有ROM单片机就不能工作，当单片机工作时，指令是从ROM去除来一条一条的执行的。
ROM又有内部ROM和外部ROM之分，内部ROM是在单片机内部的，而外部ROM，是通过地址总线来和单片机通讯的。
单片机是如何来判断该从内部ROM开始读取程序还是从外部RAM开始读取程序？
这里引出单片机的第一个比较重要的引脚EA(EA要加上划线，取反)，当EA为高电平（5v）时，单片机从内部存储器开始读取程序，当EA为低电平时，单片机从外部存储器开始读取程序。
高电平与低电平
在数字电路中高电平代表1，低电平代表0，一般规定低电平为0~0.25V，高电平为3.5~5V。
为什么单片机有一些引脚要加上划线（如 EA引脚）？
加上划线的引脚代表低电平有效，如EA引脚，加低电平的话，单片机才从外部ROM开始读取指令执行（这样说不严谨，可以简单的这样记）。
引脚
51单片机一共有40个引脚：P0、P1、P2、P3、VCC、GND、RST、EA（反）、ALE、PSEN（反）、XTAL1、XTAL2.
P0到P3为输入输出口。
VCC、GND是主电源引脚。
RST、EA（反）、ALE、PSEN（反）为控制引脚。
XTAL1、XTAL2为震荡电路引脚。
为什么需要震荡电路？
震荡电路一般使用晶振和电容组成、可以产生标准的正弦波信号，相当于单片机的心脏，震荡电路震荡一次，产生一个脉冲信号，单片机执行一次或多次指令。
关于控制引脚
RST就相当于重启
EA（反） 相当于要不要从u盘中启动
其他待补充。。。（目前还没有用到）
I/O口
P1、P2、P3 作为 准双向I/O口 来使用，P0作为 双向I/O口 使用。
准双向I/O口
准双向I/O口在作为输入口使用时，应先写1，再使用。
其中
1.在有外部存储器或拓展I/O口时P0分时复用为低八位地址总线或双向数据总线、P2作为高八位地址总线或双向数据总线。
2.P0口作为I/O口输入时，不需要上拉电阻但需要先置1然后再使用
3.P0口输出时，由于内部没有上拉电阻，故要外接上拉电阻
4.只有P0口没有内接上拉电阻，其他口都有上拉电阻
工作周期和时序
复位方式
在时钟电路工作以后，当外部电路使得RST端出现2个机器周期以上的高电平，系统内部自动复位（重启）。复位方式有两种，手动复位和自动复位。
机器周期和指令周期
机器周期
一个机器周期有六个状态分别为S1-S6.每个状态下有两拍 P1、P2，而一个时钟周期（震荡周期）为一拍
指令周期
计算机取一条指令至执行完该指令需要的时间为指令周期，不同指令，周期不同，大部分指令由一个指令周期或两个指令周期完成，只有乘法、除法指令需要4个指令周期。
以12M的晶振为例，其时钟周期为 1/12M = 1/12us，机器周期为时钟周期X12， 为1us
为何会出现11.0592MHz的晶振？
按照上文所述，12M的晶振应该是比较适合单片机选用的晶振，计算出的机器周期正好为1us方便使用，但为何会出现11.0592M的晶振？，原因是通信时使用的波特率，11.0592可以被较好的分频，而12M每次分频后会产生误差，误差慢慢积累会导致数据越来越不准确，故有11.0592M的晶振。
参考资料
单片机原理及应用
分析单片机晶振大多为11.0592的原因
为什么单片机的晶振会有 11.0592MHz 这个数字？
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