簡介
單片微型計算機簡稱為8051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集成電路芯片，是集成CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統于同一矽片上的器件。80年代以來，單片機發展迅速，各類新産品不斷湧現，出現了許多高性能新型型号，現已逐漸成為工廠自動化和各控制領域的支柱産業之一。
引腳功能
MCS-51是标準的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳分地布請參照----單片機引腳圖：
lP0.0~P0.7P0口8位雙向口線（在引腳的39~32号端子）。
lP1.0~P1.7P1口8位雙向口線（在引腳的1~8号端子）。
lP2.0~P2.7P2口8位雙向口線（在引腳的21~28号端子）。
lP3.0~P3.7P3口8位雙向口線（在引腳的10~17号端子）。
這4個I/O口具有不完全相同的功能，大家可得學好了，其它書本裡雖然有，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，當做數據總線（如圖1中的D0~D7為數據總線接口）
2、外部擴展存儲器時，當作地址總線（如圖1中的A0~A7為地址總線接口）
3、不擴展時，可做一般的I/O使用，但内部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻。
P1口
隻做I/O口使用：其内部有上拉電阻。
P2口有兩個功能
1、擴展外部存儲器時，當作地址總線使用
2、做一般I/O口使用，其内部有上拉電阻；
P3口有兩個功能
除了作為I/O使用外（其内部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設置，具體功能請參考我們後面的引腳說明。
有内部EPROM的單片機芯片（例如8751），為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信号也是由信号引腳的形式提供的，
即：編程脈沖：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闆上會有一個電池，這個電池是幹什麼用的呢？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，以保護内部RAM中的信息不會丢失。
（注：這些引腳的功能應用，除9腳的第二功能外，在“新動力2004版”學習套件中都有應用到。）
上拉電阻
在介紹這四個I/O口時提到了一個“上拉電阻”那麼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，上拉電阻将其電位拉高，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，處在高阻抗狀态，隻有外接一個上拉電阻才能有效。
ALE/PROG地址鎖存控制信号
在系統擴展時，ALE用于控制把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。（在後面關于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相連接，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，允許地址鎖存信号，當訪問外部存儲器時，ALE信号負跳變（即由正變負）将P0口上低8位地址信号送入鎖存器。當ALE是低電平時，P0口上的内容和鎖存器輸出一緻。關于鎖存器的内容，我們稍後也會介紹。
在沒有訪問外部存儲器期間，ALE以1/6振蕩周期頻率輸出（即6分頻），當訪問外部存儲器以1/12振蕩周期輸出（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振蕩周期的固定頻率輸出，因此可以做為外部時鐘，或者外部定時脈沖使用。
PORG為編程脈沖的輸入端
在第五課單片機的内部結構及其組成中，我們已知道，在8051單片機内部有一個4KB或8KB的程序存儲器（ROM），ROM的作用就是用來存放用戶需要執行的程序的，那麼我們是怎樣把編寫好的程序存入進這個ROM中的呢？實際上是通過編程脈沖輸入才能寫進去的，這個脈沖的輸入端口就是PROG。
PSEN外部程序存儲器讀選通信号：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、内部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脈沖被跳過不會輸出；
4、外接ROM時，與ROM的OE腳相接。
EA/VPP訪問和序存儲器控制信号
1、接高電平時：
CPU讀取内部程序存儲器（ROM）
擴展外部ROM：當讀取内部程序存儲器超過0FFFH（8051）1FFFH（8052）時自動讀取外部ROM。
2、接低電平時：CPU讀取外部程序存儲器（ROM）。在前面的學習中我們已知道，8031單片機内部是沒有ROM的，那麼在應用8031單片機時，這個腳是一直接低電平的。
3、8751燒寫内部EPROM時，利用此腳輸入21V的燒寫電壓。
RST複位信号：當輸入的信号連續2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的複位初始化操作，當複位後程序計數器PC=0000H，即複位後将從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼。
XTAL1和XTAL2外接晶振引腳。當使用芯片内部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信号。
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，而且區别于使用CISC指令集的8051,他們都是RISC指令集的，隻有幾十條指令，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随其後。
ARM實際上就是32位的單片機，它的内部資源（寄存器和外設功能）較8051和PIC、AVR都要多得多，跟計算機的CPU芯片很接近了。常用于手機、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字信号的。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能在一個指令周期内運算完一個32位數乘32位數積再加一個32位數。應用于某些對實時處理要求較高的場合
彙編指令
指令由于操作碼和操作數。分為單字節指令，雙字節指令，三字節指令。
尋址方式
立即尋址：操作數包含在指令字節中，指令操作碼後面字節的内容就是操作數本身。
直接尋址：1内部數據存儲器的低128個字節單元（00H-7FH）2位地址空間；3專用功能寄存器
寄存器尋址：由指令指出某一個寄存器中的内容作為操作數，這種尋址方式稱為寄存器尋址。
寄存器間接尋址：由指令指出某一個寄存器的内容作為操作數的地址。
基址寄存器加變址寄存器間接尋址：用于訪問程序存儲器中的數據表格。
相對尋址：以PC的内容作為基地址，加上指令中給定的偏移量所得結果作為轉移地址，隻适用于雙字節轉移指令。
技術發展
第一次飛躍
Intel公司于1980年推出的MCS-51奠定了嵌入式應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劃，并實施了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應用系統的優勢，着力發展80C51的控制功能及外圍單元。将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應用的單片機系列産品。
Flash ROM促使8051第2次飛躍
當前，嵌入式系統普遍采用Flash ROM技術。Flash ROM的使用加速了單片機技術的發展。基于Flash ROM的ISP/IAP技術，極大地改變了單片機應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。
内核化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，對于MCU不斷擴展的外圍來說，形成了一個良好的嵌入式處理器内核的結構模式。當前嵌入式系統應用進入SoC模式，從各個角度，以不同方式向SoC進軍，形成了嵌入式系統應用熱潮。在這個技術潮流中，8051又扮演了嵌入式系統内核的重要角色。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公司在可配置系統芯片CSoC的E5系列中便以8052作為處理器内核。
