MCS-51系列单片机内部结构原理完全破解手册（一）

MCS-51系列单片机是目前应用最为广泛的主流单片机之一，也是世纪芯在芯片/单片机解密领域重点涉及的一类单片机类型。目前，世纪芯可成功破解的51系列单片机涉及PHILIPS、Dallas、ATMEL、WINBOND等知名厂商的众多单片机型号，如果您有相关解密需求，可致电世纪芯商务中心咨询详情，24小时解密热线：086-0755-83035819。

接下来，我们主要针对该系列单片机，详细介绍其内部结构、存储原理等性能特征，为单片机开发应用及产品设计研究者提供参考。

MCS-51单片机以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统，堪称为一代“名机”，为以后的其它单片机的发展奠定了基础。正因为其优越的性能和完善的结构，导致后来的许多厂商多沿用或参考了其体系结构，有许多世界大的电气商丰富和发展了MCS-51单片机，象PHILIPS、Dallas、ATMEL等著名的半导体公司都推出了兼容MCS-51的单片机产品，就连我国的台湾WINBOND公司也发展了兼容C51(人们习惯将MCS-51简称C51,如果没有特别声明，二者同指MCS-51系列单片机)的单片机品种。

MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品，其主要功能如下：

     · 8位CPU
     · 4kbytes 程序存储器(ROM)
     · 128bytes的数据存储器(RAM)
     · 32条I/O口线
     · 111条指令，大部分为单字节指令
     · 21个专用寄存器
     · 2个可编程定时/计数器
     · 5个中断源，2个优先级
     · 一个全双工串行通信口
     · 外部数据存储器寻址空间为64kB
     · 外部程序存储器寻址空间为64kB
     · 逻辑操作位寻址功能
    · 双列直插40PinDIP封装
     · 单一+5V电源供电

 

8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
     8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：
     ·中央处理器：
     中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
     ·数据存储器(RAM)：
     8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。      

     ·程序存储器(ROM)：
     8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
     ·定时/计数器(ROM)：
     8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
     ·并行输入输出(I/O)口：
     8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
     ·全双工串行口：
     8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
     ·中断系统：
     8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
     ·时钟电路：
     8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。