C语言：51单片机 结构体系（带最小系统设计图）

注：本案例采用AT89C51系列单片机

单片机的内核

89系列单片机型号由3个部分组成，分别是前缀、型号、后缀，格式为AT89C(LV\、S)XXXX。

前缀

由字母组成，表示某某公司的产品。

型号

型号由89 CXXXX或89 LVXXXX或89 SXXXX等表示。
9表示芯片内部含Flash存储器，
C表示是CMOS产品，
S表示含可串行下载的Flash存储器
XXXX为表示型号的数字，如51、52、2051等。

后缀

后缀由XXXX4个参数组成，与产品型号间用-隔开。
第一个X 表示速度，如12MHz

第二个X表示封装
J表示PLV封装
P表示塑料双列直插DIP封装
S表示SQIC封装
Q表示PQFP封装
A表示TQFP封装
W表示裸芯片

第三个X表示温度范围
C表示商业用产品，0~+70°
I表示个工业用产品，-40~+85°
C表示汽车用产品，-40~+125°
C表示军用产品，-55~+150°

第四个X表示处理工艺
X为空 表示采用标准处理工艺
X为=/883 表示采用MIL-STD-833标准

单片机的引脚功能

主电源引脚Vcc和GND

Vcc：Vcc接+5V电压。
GND：GND接地。

时钟电路引脚XTAL1和XTAL2

XTAL1接外部晶振和微调电容的一端。
XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端。
常见的晶振选择 11.0592MHz、12MHz以及22.1184MHz。

控制信号引脚

RST：复位
在引脚加上持续时间大于2个机器周期的高电平，可以使单片机复位，单片机将从0000H单元开始执行程序。

ALE(不重要)：地址锁存器/编程脉冲输入端
PSEN(不重要):访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。

EA/Vpp：内部和外部程序存储器选择信号。
该引脚为低电平时，读取外部的程序代码来执行程序。
为高电平时，使程序运行时访问内部程序存储器。

并行I/O口P0~P3端口引脚

51系列单片机有4个双向并行I/O端口；P0、P1、P2和P3，它们的输出锁存器属于特殊功能寄存器。

51单片机的存储器

存储结构

单片机的存储结构有两种：
哈佛(Harvard)结构：即程序存储器和数据存储器分开相互独立的。
普林斯顿(Princeton)结构：即程序存储器和数据存储器是统一的，地址空间统一编址。

程序存储器

程序存储器(ROM)的内部地址为0000H~0FFFH，共4KB；最多可外接64KB程序存储器。

数据存储器

数据存储器(RAM)用于存放程序运行的中间结果、状态标志位等。

片内数据存储器的配置

分为内部数据存储器和外部数据表存储器，是两个独立的地址空间。片内RAM为256字节，地址范围为00H~FFH。

(1)底128字节(00H~7FH)为真正的 RAM区。
(2)高128字节(80H~FFH)为特殊功能寄存器区。

51单片机的时钟与复位

CPU时序

时序是计算机指令执行是各种微操作在时间上的顺序关系。

时钟周期

时钟周期也叫震荡周期，是时序中最小的时间单位。
使用12MHz石英晶体震荡器，此时的时钟周期为1/12us。

机器周期

执行一条指令的过程可分为若干个阶段，每一阶段完成一项规定的操作。机器周期为时钟周期的12倍。
使用12MHz晶振时，机器周期为1up。

指令周期

指令周期定义为执行一条指令所用的时间。指令周期通常为1~4个机器周期。
乘除指令消耗 为4个机器周期。

时钟电路

51单片机时钟电路由两种接法，通常采用 1个晶振、2个30pF微调电容。

复位电路

当外界给单片机的9角(RST)一小段高电平时，单片机就会复位。

单片机最小系统硬件设计图