学用8051单片机的常见问题

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一、8051基本概念

1、MCS8051是什么东西？
答：最开始，MCS8051是指INTEL公司出品的MCS51系列的单片机芯片，由于后来很多厂家的8051其指令集兼容INTEL公司的，所以，MCS8051又指8051基本指令集。

2、市面上有哪些常见的MCS8051兼容芯片？

答：INTEL的MCS8051内核转让过很多厂家。目前用的比较多的，最常见的厂家有：

（1）ATMEL公司的AT 89C51 /AT89C52/AT89C55、AT 89S51 /AT89S52/AT89S53等。这些芯片可以反复编程1000次，常见的封装是40引脚的PDIP。其中AT 89C51 已经停产。AT代表ATMEL公司，C的意思就是该芯片使用CMOS工艺。S的意思就是该芯片具有ISP功能。C系列的换代产品是S系列，其最明显的特点是加入了ISP功能，即In System Programeable（在系统编程），这使得只要有根ISP下载线就能在单片机应用系统板上进行编程，无须拔下芯片插入编程器，在现场改变程序时比较方便。

（2）ATMEL公司的AT89C2051和AT89C4051等。这些芯片都只有20引脚，芯片上资源较少，一般做些简单的玩具和仪表。

（3）SST公司的SST89C54/C55。这两种芯片在国内有个很重要的用途，就是制作8051系统的仿真器。在西门子的手册上说，SST89C54和SST89C58可以反复编程1万次～10万次（新出的）。所以凡是用这两者芯片做仿真CPU的仿真器，到了一定时间后都要更换写坏了的芯片。因此在购买所谓的8051 FLASH仿真器时一定要注意这个问题。

3、AT89C51/AT89S51和基本MCS8051的相同点和不同点各是什么？

答：在ATMEL公司出的手册上说，AT89C51和AT89S51都是片内4K字节的FLASH程序 存储器，128字节的片内RAM，2个定时器/计数器，6个中断源，5个在手册上可用中断，2个中断级别。都支持掉电模式和空闲模式，都是MSC8051指令集。这两种芯片与INTEL的8051芯片相比，多了些东西，比如6个中断源就比书上MCS8051的5个中断多1个，这个中断源用于芯片的编程。另外多了所谓的空闲模式和掉电模式。

二、AT89C51/AT89S51的问题

1、为什么要采用这两种芯片做8051基本实验和设计？

答：答案很简单，因为这两种芯片容易买的到，价格也便宜，一般在10元以下。特别是AT89C51已经停产后，其换代产品AT89S51在价格基本不变的条件下，多了ISP功能，利用一条ISP下载线＋国人编写免费的EASYISP软件或者ISPDOWN软件，在现场编程很方便。在保护自己的程序方面，这些芯片都有3级保护位，一旦写入保护，破译芯片中的内容会变的非常困难。

2、AT89C51/AT89S51的掉电模式怎么用？

答：虽然AT89C51已经停产，但市面上还是有很多存货的。而AT89S51在这方面与其兼容。在ATMEL手册上说，掉电模式下，芯片时钟停止，调用掉电模式的指令是最后执行的指令。从掉电模式中恢复后，片内RAM的数据不丢失。复位时特殊功能寄存器被复位，但其它内部RAM的内容不改变。在VCC电源没有达到正常电压之前，复位不会发生。复位时芯片会自己等晶振的工作恢复正常。 进入掉电模式时，软件将位于片内数据RAM的87H地址的PCON的PCON.1，即PD位置1，此时ALE引脚和/PSEN引脚都会置为0，这是标志。在使用内部程序存储器时，P0口～P3口都会是数据。在使用外部程序存储器时，P0口会浮空，P1～P3口都是数据。

3、AT89C51/AT89S51的空闲模式怎么用？

答：ATMEL手册上说，空闲模式下CPU内核进入休眠，功耗下降，芯片内部的周边设备－即定时器中断、计数器中断、外部中断、串口中断仍然工作。该模式与掉电模式不同的是，空闲模式由软件调用。芯片上的RAM和特殊功能寄存器在该模式下保持原来的值。空闲模式可以由任何中断或者硬件复位来唤醒。 值得注意的是，当空闲模式由硬件复位来唤醒的时候，设备正常地从程序停止的地方恢复运行，内部运算器运行前要过2个机器周期。在该事件中，芯片上的硬件控制内部RAM的存取。当空闲模式被硬件唤醒时，要排除不希望的端口的写操作。在调用空闲模式的指令后面的第1条指令不能是写端口引脚或者是写外部内存。 进入空闲模式时，软件将位于片内数据RAM的87H地址的PCON的PCON.0，即IDL位置1，此时ALE引脚和/PSEN都会置被为0，这是标志。在使用内部程序存储器时，P0口～P3口都是数据。在使用外部程序存储器时，P0口浮空，P1~P3口都是数据。

4、这两款芯片有什么具体不同的地方？

答：有无ISP功能、特殊功能寄存器和不同的极限工作频率。AT89S51不但多了ISP功能，还有一个很好用的内部看门狗。看门狗是直译的说法，即一个不断自己工作的定时器，如果不不断地“喂”它（不断地复位它，表示程序自己没有死机），过一段时间，它就会计数溢出，MCU就复位，以避免程序卡死后没人管。 AT89S51的内部看门狗叫做WDTRST寄存器，14位长度，最大计数值16383，即3FFFH，用来替代原来AT89C51要使用外部看门狗。其位置在内部数据RAM的十六进制地址0A6H。激活该看门狗的方法是先向该地址写01EH，然后写0E1H即可。此看门狗在晶振工作时工作！在CPU掉电模式下，该功能失效。如果晶振工作，每个机器周期，该定时器加1，直到自己复位（喂狗）或者溢出。
AT89C51最高可以使用的晶振频率时24MHz，AT89S51可以使用的晶振频率更高，达33MHz。

5、如何选择合适的晶振电容？

答：任何一个8051系统都需要一个时钟来指导MCU芯片工作。很多书上说AT89C51/AT89S51使用的晶振配合的两个电容C1和C2选25pF的陶瓷电容，取得是下限。 实际上，AT89C51/AT89SS51的这两个电容的取值范围如下：如果使用的是晶振，可取30pF±10pF。如果使用的是陶瓷振荡器，那么电容就要取40±10pF。本人就买35pF的陶瓷电容，反正不管是配合使用什么振荡器，都可以用。

三、学习设计中的问题

1、如何开始我的第1个设计？

答：记得学C语言的时候，第1个例子就是“Hello,World!”，不知道激起了多少程序员的梦想。在单片机学习中，一般第1个例子就是流水灯，也有人把它叫做跑马灯的。从这个例子入门后，你可以想想看看，怎么反向流动？怎么象霓虹灯那样闪烁？等等。在设计中学习一直是我向学生提倡的方法，因为这样，学的实在、学的不会忘记。而且基本上一开始，就可以接触比较复杂点的东西了。

2、一个正规的设计要做哪几步？

答：除开为了火烧眉毛赶交导师作业的人以外（开个玩笑）。首先不要急，要写出设计的指标，比如要完成什么功能、使用多少伏特的电源、是交流供电还是直流供电、等等。 然后选择要使用什么芯片。分析一下这些芯片具体运算能力是多少，有没有可能完成需要的运算任务等。要学会一边设计、一边写设计说明书，这点非常重要。一个设计投入工作之日不等于设计者就可以撒手不管了。而是不断地改进设计，完成更加完善的功能。 平常的时候还多看看相关的书本、杂志，上相应的网站收集些资料，在虚拟社区中同那些工程师们讨论些问题，虚心向高手学习、认真做好学习记录，你的设计就一定会不断进步的。

3、我怎么才能靠单片机赚钱？

答：这大概是最重要的问题之一了。这个问题不但困惑着你，也困惑着我的学生（笑）。这其实并不困难，关键在于你要观查周围人的需要，善于观察，善于分析，善于移植。比方作个金鱼缸的温度控制，实验成功后，可以移植成工业上恒温箱的控制，可以卖设备、可以卖设计，不都是钱吗？还可以象我一样，把经验总结出来，一起讨论一下，可以交到朋友。他有活干的时候，自然也会叫上你。条条道路通罗马，路就在脚下

4、你说的这些芯片上的标号我看不懂，有什么意义？

答：这个问题问得很严谨。知道这些标号就不会被奸商欺骗。以AT 89S51 为例，有很多不同的型号，如下表：

芯片编号	最高工作频率	供电电压范围	封装形式	芯片级别
AT89S51-24AC	24MHz	4.0V — 5.5V	44 脚 TQFP	商用（0 ～ 70 ℃）
AT89S51-24JC	24MHz	4.0V — 5.5V	44 脚 PLCC	商用（0 ～ 70 ℃）
AT89S51-24PC	24MHz	4.0V — 5.5V	40 脚 DIP	商用（0 ～ 70 ℃）
AT89S51-24PI	24MHz	4.0V — 5.5V	40 脚 DIP	工业级（0 ～ 85 ℃）