簡介
8051
單片微型計算機簡稱為單片機，又稱為微型控制器，是微型計算機的一個重要分支。單片機是70年代中期發展起來的一種超大規模積體電路晶片，是集成CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統於同一矽片上的器件。80年代以來，單片機發展迅速，各類新產品不斷湧現，出現了許多高性能新型型號，現已逐漸成為工廠自動化和各控制領域的支柱產業之一。
引腳功能
MCS-51是標準的40引腳雙列直插式積體電路晶片，引腳分地布請參照----單片機引腳圖：
8051引腳l P0.0~P0.7 P0口8位雙向口線（在引腳的39~32號端子）。
l P1.0~P1.7 P1口8位雙向口線（在引腳的1~8號端子）。
l P2.0~P2.7 P2口8位雙向口線（在引腳的21~28號端子）。
l P3.0~P3.7 P3口8位雙向口線（在引腳的10~17號端子）。
這4個I/O口具有不完全相同的功能，大家可得學好了，其它書本里雖然有，但寫的太深，初學者很難理解，這裡都是按我自已的表達方式來寫的，相信你也能夠理解。
I/O口
P0口有三個功能
1、外部擴展存儲器時，當做數據匯流排（如圖1中的D0~D7為數據匯流排接口）
2、外部擴展存儲器時，當作地址匯流排（如圖1中的A0~A7為地址匯流排接口）
3、不擴展時，可做一般的I/O使用，但內部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻。
P1口
只做I/O口使用：其內部有上拉電阻。
P2口有兩個功能
1、擴展外部存儲器時，當作地址匯流排使用
2、做一般I/O口使用，其內部有上拉電阻；
P3口有兩個功能
除了作為I/O使用外（其內部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊暫存器來設定，具體功能請參考我們後面的引腳說明。
有內部EPROM的單片機晶片（例如8751），為寫入程式需提供專門的編程脈衝和編程電源，這些信號也是由信號引腳的形式提供的，
即：編程脈衝：30腳（ALE/PROG）
編程電壓（25V）：31腳（EA/Vpp）
接觸過工業設備的兄弟可能會看到有些印刷線路板上會有一個電池，這個電池是乾什麼用的呢？這就是單片機的備用電源，當外接電源下降到下限值時，備用電源就會經第二功能的方式由第9腳（即RST/VPD）引入，以保護內部RAM中的信息不會丟失。
（註：這些引腳的功能套用，除9腳的第二功能外，在“新動力2004版”學習套件中都有套用到。）
上拉電阻
在介紹這四個I/O口時提到了一個“上拉電阻”那么上拉電阻又是一個什麼東東呢？他起什麼作用呢？都說了是電阻那當然就是一個電阻啦，當作為輸入時，上拉電阻將其電位拉高，若輸入為低電平則可提供電流源；所以如果P0口如果作為輸入時，處在高阻抗狀態，只有外接一個上拉電阻才能有效。
ALE/PROG 地址鎖存控制信號
在系統擴展時，ALE用於控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來，以實現低位地址和數據的隔離。（在後面關於擴展的課程中我們就會看到8051擴展 EEPROM電路，在圖中ALE與74LS373鎖存器的G相連線，當CPU對外部進行存取時，用以鎖住地址的低位地址，即P0口輸出。ALE有可能是高電平也有可能是低電平，當ALE是高電平時，允許地址鎖存信號，當訪問外部存儲器時，ALE信號負跳變（即由正變負）將P0口上低8位地址信號送入鎖存器。當ALE是低電平時，P0口上的內容和鎖存器輸出一致。關於鎖存器的內容，我們稍後也會介紹。
在沒有訪問外部存儲器期間，ALE以1/6振盪周期頻率輸出（即6分頻），當訪問外部存儲器以1/12振盪周期輸出（12分頻）。從這裡我們可以看到，當系統沒有進行擴展時ALE會以1/6振盪周期的固定頻率輸出，因此可以做為外部時鐘，或者外部定時脈衝使用。
PORG為編程脈衝的輸入端
在第五課 單片機的內部結構及其組成中，我們已知道，在8051單片機內部有一個4KB或8KB的程式存儲器（ROM），ROM的作用就是用來存放用戶需要執行的程式的，那么我們是怎樣把編寫好的程式存入進這個ROM中的呢？實際上是通過編程脈衝輸入才能寫進去的，這個脈衝的輸入連線埠就是PROG。
PSEN 外部程式存儲器讀選通信號：在讀外部ROM時PSEN低電平有效，以實現外部ROM單元的讀操作。
1、內部ROM讀取時，PSEN不動作；
2、外部ROM讀取時，在每個機器周期會動作兩次；
3、外部RAM讀取時，兩個PSEN脈衝被跳過不會輸出；
4、外接ROM時，與ROM的OE腳相接。
參見圖2—（8051擴展2KB EEPROM電路，在圖中PSEN與擴展ROM的OE腳相接）
EA/VPP 訪問和序存儲器控制信號
1、接高電平時：
CPU讀取內部程式存儲器（ROM）
擴展外部ROM：當讀取內部程式存儲器超過0FFFH（8051）1FFFH（8052）時自動讀取外部ROM。
2、接低電平時：CPU讀取外部程式存儲器（ROM）。 在前面的學習中我們已知道，8031單片機內部是沒有ROM的，那么在套用8031單片機時，這個腳是一直接低電平的。
3、8751燒寫內部EPROM時，利用此腳輸入21V的燒寫電壓。
RST 復位信號：當輸入的信號連續2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作，當復位後程式計數器PC=0000H，即復位後將從程式存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼。
XTAL1和XTAL2 外接晶振引腳。當使用晶片內部時鐘時，此二引腳用於外接石英晶體和微調電容；當使用外部時鐘時，用於接外部時鐘脈衝信號。
VCC：電源+5V輸入
VSS：GND接地。
AVR和pic都是跟8051結構不同的8位單片機，因為結構不同，所以彙編指令也有所不同，而且區別於使用CISC指令集的8051,他們都是RISC指令集的，只有幾十條指令，大部分指令都是單指令周期的指令，所以在同樣晶振頻率下，較8051速度要快。另PIC的8位單片機前幾年是世界上出貨量最大的單片機，飛思卡爾的單片機緊隨其後。
ARM實際上就是32位的單片機，它的內部資源（暫存器和外設功能）較8051和PIC、AVR都要多得多，跟計算機的CPU晶片很接近了。常用於手機、路由器等等。
DSP其實也是一種特殊的單片機，它從8位到32位的都有。它是專門用來計算數位訊號的。在某些公式運算上，它比現行家用計算機的最快的CPU還要快。比如說一般32位的DSP能在一個指令周期內運算完一個32位數乘32位數積再加一個32位數。套用於某些對實時處理要求較高的場合
彙編指令
指令由於操作碼和運算元。分為單位元組指令，雙位元組指令，三位元組指令。
定址方式：
立即定址：運算元包含在指令位元組中，指令操作碼後面位元組的內容就是運算元本身。
直接定址：1內部數據存儲器的低128個位元組單元（00H-7FH）2位地址空間；3專用功能暫存器
暫存器定址：由指令指出某一個暫存器中的內容作為運算元，這種定址方式稱為暫存器定址。
暫存器間接定址：由指令指出某一個暫存器的內容作為運算元的地址。
基址暫存器加變址暫存器間接定址：用於訪問程式存儲器中的數據表格。
相對定址：以PC的內容作為基地址，加上指令中給定的偏移量所得結果作為轉移地址，只適用於雙位元組轉移指令。
技術發展
Intel公司於1980年推出的MCS-51奠定了嵌入式套用的單片微型計算機的經典體系結構，但不久就放棄了進一步發展計畫，並實施了8051的技術開放政策。在8051實現開放後,PHILIPS公司作為全球著名的電器商以其在電子套用系統的優勢，著力發展80C51的控制功能及外圍單元。將MCS-51的單片微型計算機迅速地推進到80C51的MCU時代，形成了可滿足大量嵌入式套用的單片機系列產品。實現第一次飛躍。
Flash ROM促使8051第2次飛躍
當前，嵌入式系統普遍採用Flash ROM技術。Flash ROM的使用加速了單片機技術的發展。基於Flash ROM的ISP/IAP技術，極大地改變了單片機套用系統的結構模式以及開發和運行條件；而在單片機中最早實現Flash ROM技術的是ATMEL公司的AT89Cxx系列。
核心化SoC的加速8051第3次飛躍
MCS-51典型的體系結構以及極好的兼容性，對於MCU不斷擴展的外圍來說，形成了一個良好的嵌入式處理器核心的結構模式。當前嵌入式系統套用進入SoC模式，從各個角度，以不同方式向SoC進軍，形成了嵌入式系統套用熱潮。在這個技術潮流中，8051又扮演了嵌入式系統核心的重要角色。在MCU向SoC過渡的數、模混合集成的過程中，ADI公司推出了ADμC8xx系列，而公司則實現了向SoC的C8051F過渡；在PLD向SoC發展過程中，Triscend公司在可配置系統晶片CSoC的E5系列中便以8052作為處理器核心。
