51單片機執行指令的硬體電路

⑴ 51單片機電路圖和元件情況

1.內部振盪典型電路。

理論上來說，振盪頻率越高表示單片機運行速度越快，但同時對存儲器的速度和印刷電路板的要求也就越高。如同木桶原理。同時單片機性能的好壞，不僅與CPU運算速度有關，而且與存儲器的速度、外設速度等都有很大關系。因此一般選用6~12MHZ。並聯諧振電路對電容的值沒有嚴格要求，但會影響振盪器的穩定、振盪器頻率高低、起振快速性等。所以一般C1、C2選值20~100pF，在60~70pF時振盪器有較高的頻率穩定性。陶瓷封裝電容可以進一步提高溫度穩定性。

內部振盪典型電路

2.上電復位與按鍵復位典型電路。

（摘自網路知道的解答）51單片機是高電平復位，所以先看給單片機加5V電源（上電）啟動時的情況：這時電容充電相當於短路（電容特性：通交流，隔直流，上電瞬間相當於交流），你可以認為RST上的電壓就是VCC，這是單片機就是復位狀態。隨著時間推移電容兩端電壓升高，即造成RST上的電壓降低，當低至閾值電壓時，即完成復位過程。

如果按下SW（按鍵復位中的帽子按鍵），的確就是按鈕把C短路了，這時電容放電，兩端電壓都是VCC，即RST引腳電壓為VCC，如果超過規定的復位時間，單片機就復位了。當按鈕彈起後，RST引腳的電壓為0，單片機處於運行狀態。

51單片機復位要求是：RST上加高電平時間大於2個機器周期，你用的12MHz晶振，所以一個機器周期就是1us，要復位就加2us的高電平即可。

圖中的RC常數是51K×1uF=51ms（這是網路的配圖計算，能夠推算R和C的取值，取值僅供參考，以元件常見值為佳），即51毫秒，這個常數足夠大了。

⑵ 8051單片機的內部硬體結構包括哪五大部分

8051單片機的內部硬體結構包括：

1、中央處理器CPU：它是單片機內部的核心部件，決定了單片機的主要功能特性，由運算器和控制器兩大部分組成。

2、存儲器：8051單片機在系統結構上採用了哈佛型，將程序和數據分別存放在兩個存儲器內，一個稱為程序存儲器，另一個為數據存儲器在物理結構上分程序存儲器和數據存儲器，有四個物理上相互獨立的存儲空間，即片內ROM和片外ROM，片內RAM和片外RAM。

3、定時器／計數器（T／C）：8051單片機內有兩個16位的定時器／計數器，每個T／C既可以設置成計數方式，也可以設置成定時方式，並以其定時計數結果對計算機進行控制。

4、並行I／O口：8051有四個8位並行I／O介面（P0～P3），以實現數據的並行輸入輸出。

5、串列口：8051單片機有一個全雙工的串列口，可實現單片機和單片機或其他設備間的串列通信。

6、中斷控制系統：8051共有5個中斷源，非為高級和低級兩個級別它可以接收外部中斷申請、定時器／計數器申請和串列口申請，常用於實時控制、故障自動處理、計算機與外設間傳送數據及人機對話等。

(2)51單片機執行指令的硬體電路擴展閱讀：

單片機不是完成某一個邏輯功能的晶元，而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I／O設備。

概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。

⑶ 51單片機最小系統原理圖

單片機的最小系統是由組成單片機系統必需的一些元件構成的，除了單片機之外，還需要包括電源供電電路、時鍾電路、復位電路。單片機最小系統電路（單片機電源和地沒有標出）如圖2-7所示。

圖2-7 單片機最小系統
下面著重介紹時鍾電路和復位電路。
1）時鍾電路
單片機工作時，從取指令到解碼再進行微操作，必須在時鍾信號控制下才能有序地進行，時鍾電路就是為單片機工作提供基本時鍾的。單片機的時鍾信號通常有兩種產生方式：內部時鍾方式和外部時鍾方式。
內部時鍾方式的原理電路如圖2-8所示。在單片機XTAL1和XTAL2引腳上跨接上一個晶振和兩個穩頻電容，可以與單片機片內的電路構成一個穩定的自激振盪器。晶振的取值范圍一般為0~24MHz，常用的晶振頻率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz等。一些新型的單片機還可以選擇更高的頻率。外接電容的作用是對振盪器進行頻率微調，使振盪信號頻率與晶振頻率一致，同時起到穩定頻率的作用，一般選用20~30pF的瓷片電容。
外部時鍾方式則是在單片機XTAL1引腳上外接一個穩定的時鍾信號源，它一般適用於多片單片機同時工作的情況，使用同一時鍾信號可以保證單片機的工作同步。
時序是單片機在執行指令時CPU發出的控制信號在時間上的先後順序。AT89C51單片機的時序概念有4個，可用定時單位來說明，包括振盪周期、時鍾周期、機器周期和指令周期。
振盪周期：是片內振盪電路或片外為單片機提供的脈沖信號的周期。時序中1個振盪周期定義為1個節拍，用P表示。
時鍾周期：振盪脈沖送入內部時鍾電路，由時鍾電路對其二分頻後輸出的時鍾脈沖周期稱為時鍾周期。時鍾周期為振盪周期的2倍。時序中1個時鍾周期定義為1個狀態，用S表示。每個狀態包括2個節拍，用P1、P2表示。
機器周期：機器周期是單片機完成一個基本操作所需要的時間。一條指令的執行需要一個或幾個機器周期。一個機器周期固定的由6個狀態S1~S6組成。
指令周期：執行一條指令所需要的時間稱為指令周期。一般用指令執行所需機器周期數表示。AT89C51單片機多數指令的執行需要1個或2個機器周期，只有乘除兩條指令的執行需要4個機器周期。
了解了以上幾個時序的概念後，我們就可以很快的計算出執行一條指令所需要的時間。例如：若單片機使用12MHz的晶振頻率，則振盪周期=1/（12MHz）=1/12us，時鍾周期=1/6us，機器周期=1us，執行一條單周期指令只需要1us，執行一條雙周期指令則需要2us。
2）復位電路
無論是在單片機剛開始接上電源時，還是運行過程中發生故障都需要復位。復位電路用於將單片機內部各電路的狀態恢復到一個確定的初始值，並從這個狀態開始工作。
單片機的復位條件：必須使其RST引腳上持續出現兩個（或以上）機器周期的高電平。
單片機的復位形式：上電復位、按鍵復位。上電復位和按鍵復位電路如下。

圖2-9 單片機復位電路
上電復位電路中，利用電容充電來實現復位。在電源接通瞬間，RST引腳上的電位是高電平（Vcc），電源接通後對電容進行快速充電，隨著充電的進行，RST引腳上的電位也會逐漸下降為低電平。只要保證RST引腳上高電平出現的時間大於兩個機器周期，便可以實現正常復位。
按鍵復位電路中，當按鍵沒有按下時，電路同上電復位電路。如在單片機運行過程中，按下RESET鍵，已經充好電的電容會快速通過200Ω電阻的迴路放電，從而使得RST引腳上的電位快速變為高電平，此高電平會維持到按鍵釋放，從而滿足單片機復位的條件實現按鍵復位。
單片機復位後各特殊功能寄存器的復位值見表2-11。
表2-11 單片機特殊功能寄存器復位值
寄存器 復位值 寄存器 復位值 寄存器 復位值
PC 0000H SBUF 不確定 TMOD 00H
B 00H SCON 00H TCON 00H
ACC 00H TH1 00H PCON 0***0000B
PSW 00H TH0 00H DPTR 0000H
IP ***00000B TL1 00H SP 07H
IE 0**00000B TL0 00H P0~P3 FFH
註：*表示無關位。

⑷ 急求：基於MCS-51單片機的溫度控制器匯編語言軟體設計和硬體電路圖

第2章 硬體電路詳細設計
DS18B20的性能特點：1、採用單匯流排專用技術，既可通過串列口線，也可通過其它I/O口線與微機介面，無須經過其它變換電路，直接輸出被測溫度值（9位二進制數，含符號位），2、測溫范圍為-55℃-+125℃，測量解析度為0.0625℃,3、內含64位經過激光修正的只讀存儲器ROM，4、適配各種單片機或系統機，5、用戶可分別設定各路溫度的上、下限，6、內含寄生電源。溫度感測器DS18B20連接方式：在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量，在信號線DQ處於高電平期間把能量儲存在內部電容里，在信號線處於低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。如圖2.3所示。
2.4 復位電路的設計
本設計採用人工復位，將一個按扭開關並聯於上電自動復位電路按一下開關就在RST端出現一段時間的高電平，即器件復位。
2.5 晶振電路的設計
2.6 DS18B20溫度感測器與單片機的介面電路
DS18B20可以採用兩種方式供電，一種是採用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如所示單片機埠接單線匯流排，為保證在有效的DS18B20時鍾周期內提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對匯流排的上拉。
當DS18B20處於寫存儲器操作和溫度A/D轉換操作時，匯流排上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10us。採用寄生電源供電方式時VDD端接地。由於單線制只有一根線，因此發送介面必須是三態的。
2.7 溫度測量系統整體硬體電路
Wei1 BIT P3.0 ;;數碼管第1位
Wei2 BIT P3.1 ;;數碼管第2位
Wei3 BIT P3.2 ;;數碼管第3位
Wei4 BIT P3.3 ;;數碼管第4位
Dian EQU 20H ;;小數點狀態狀態保存位元組
DisData1 EQU 30H ;;第1位顯示數據
DisData2 EQU 31H ;;第2位顯示數據
DisData3 EQU 32H ;;第3位顯示數據
DisData4 EQU 33H ;;第4位顯示數據
DisTime EQU 34H ;;設置顯示幾次後讀取溫度值
;;溫度數據存儲單元標號定義
TempL EQU 35H ;;溫度高位
TempH EQU 36H ;;溫度低位
;;與DS18B20通迅部分存儲單元及標號定義
DS18B20 BIT P1.0 ;;與DS18B20通迅的位地址
RFail BIT 21H.0 ;;復位失敗標記
Var EQU 22H ;;變數位元組,溫度數據處理時用到
Var2 EQU 3FH ;;變數位元組
主程序部分：
ORG 00H
LJMP START
ORG 100H
START: ;;-----初始化
MOV SP,#60H ;;初始化堆棧指針
Set18B20:;;-----DS18B20初始化
;;DS18B20復位
ACALL Reset
JB RFail,LOOP ;;復位失敗則直接跳至顯示部分
;;對DS18B20發出Skip ROM命令
MOV A,#0CCH
ACALL Write
;;對DS18B20發出溫度轉換命令
MOV A,#44H
ACALL Write
SetDisT:MOV DisTime,#3 ;;設置下一個循環體的循環8次
LOOP:
ACALL Display ;;顯示
JB RFail,Set18B20 ;;DS18B20復位失敗時，在顯示完一次後重新復位
DJNZ DisTime,LOOP
JNB DS18B20,$ ;;判斷DS18B20是否已完成溫度轉換
ACALL GetTemp ;;從DS18B20讀出溫度值
ACALL DealTemp ;;溫度值處理
ACALL SendDisDT ;;根據當前系統狀態設置顯示內容
SJMP SetDisT ;;;;;;;

;;根據當前狀態給顯示模塊設置顯示參數
SendDisDT:
MOV Dian,#7FH ;;最高位為0代表顯示小數點
;;傳送溫度值
MOV A,TempH ;;送高位數據
MOV VAR,TempL ;;送低位數據
ACALL TransData
RET
;;A中保存高位值，Var中保存低位值
TransData:
;;取個位值
MOV B,#10
DIV AB
MOV DisData2,B
;;取十位值
JZ HavNot1 ;;判斷商是否為0
MOV B,#10
DIV AB
MOV DisData3,B
JZ HavNot2 ;;判斷商是否為0
MOV DisData4,A
SJMP XiaoShu ;;跳至百位符號處理部分
HavNot1:MOV DisData3,#10 ;;十位開始沒有數字
HavNot2:MOV DisData4,#10 ;;百位開始沒有數字
SignJudge:;;符號處理部分
JNB VAR.7,XiaoShu ;;當為負數顯示符號
MOV A,#10
CJNE A,DisData3,BWSign
MOV DisData3,#11 ;;負號在十位
SJMP XiaoShu
BWSign:MOV DisData4,#11 ;;負號在百位
XiaoShu:;;小數處理部分,用查表法獲取小數值，精確到小數點後1位
MOV A,VAR
ANL A,#0FH
MOV DPTR,#XSTab
MOVC A,@A+DPTR
MOV DisData1,A
RTransTemp:
RET
XSTab: DB 0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9
DS18B20通迅模塊組
-------復位模塊
Reset: ;;3微秒高電平
SETB DS18B20
MOV R7,#250
CLR RFail ;;清0復位失敗標記
CLR DS18B20
;;延遲501uS
DJNZ R7,$
SETB DS18B20 ;;釋放匯流排(拉高數據線)
;;等待DS18B20作出復位成功反應，最大等待時間為69uS
MOV R7,#17
Wait:
JNB DS18B20,RReset ;;若DS18B20在作出復位成功反應,不再等待
DJNZ R7,Wait
SETB RFail ;;70uS內DS18B20作出復位成功反應，置1復位失敗標記
RReset:
;;延遲350Us
MOV R7,#174
DJNZ R7,$
SETB DS18B20
RET
/
;;-------向DS18B20寫一個字的模塊,要寫的內容提前裝入ACC中
Write:
MOV R6,#8 ;寫8位
WriteBit:
;;2微秒高電平
SETB DS18B20
MOV R7,#3
;;7微秒低電平
CLR DS18B20
DJNZ R7,$
;;ACC低位送至DS18B20
RRC A
MOV DS18B20,C
;;延遲60Us
MOV R7,#28
DJNZ R7,$
;;是否已寫完8位
DJNZ R6,WriteBit
RWrite:
SETB DS18B20
RET
; /
;;-------從DS18B20讀回一個位元組的內容,讀回的內容裝入ACC中
Read:
MOV R6,#8 ;;讀回8位
MOV A,#0 ;;讀回的內容裝入ACC中
ReadBit:
;;2微秒高電平
SETB DS18B20
MOV R7,#7
;;2微秒低電平
CLR DS18B20
NOP
;;16微秒高電平
SETB DS18B20
DJNZ R7,$
;;讀回一位數據放入ACC中
MOV C,DS18B20
RRC A
;;延遲66Us
MOV R7,#33
DJNZ R7,$
;;是否已讀完8位
DJNZ R6,ReadBit
RRead:
SETB DS18B20
RET
/
;;-------與DS18B20通迅,讀回兩位元組溫度值，並裝入ACC中TempL和TempH中
GetTemp:
ACALL Reset ;;復位
JB RFail,RGetTemp ;;判斷復位是否成功
;;復位成功
;;對DS18B20發出Skip ROM命令
MOV A,#0CCH
ACALL Write
;;對DS18B20發出讀命令
MOV A,#0BEH
ACALL Write
;;從DS18B20讀回低8位溫度值
ACALL Read
MOV TempL,A
;;從DS18B20讀回高8位溫度值
ACALL Read
MOV TempH,A
ACALL Reset ;;復位
JB RFail,RGetTemp ;;判斷復位是否成功
;;對DS18B20發出Skip ROM命令
MOV A,#0CCH
ACALL Write
;;對DS18B20發出溫度轉換命令
MOV A,#44H
ACALL Write
RGetTemp:
RET
溫度數據處理模塊
DealTemp:
;;將整數的二進制數部分移到一個位元組,符號位和小數部分移到一個位元組
MOV R1,#Var
MOV Var,TempH
MOV A,TempL
XCHD A,@R1 ;;符號位、小數部分至VAR(@R1),整數部分至ACC
SWAP A
;;整數部分處理
JNB Var.7,NotNeg ;;判斷是否為負數
CPL A ;;為負數,取反後加1得其絕對值
;;小數部分取反
XRL Var,#1FH ;;
INC Var
NotNeg:
MOV TempH,A
MOV TempL,Var
RET
顯示模塊
-------顯示DisData(30H)從開始的三個位元組保存顯示信息
Display:
MOV DPTR,#Tab
;;**顯示小數部分
MOV A,DisData1
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
CLR Wei1
ACALL Delay
SETB Wei1
;;**顯示個位
MOV A,DisData2
MOVC A,@A+DPTR
;;小數點處理
ANL A,Dian
MOV P2,A
CLR Wei2
ACALL Delay
SETB Wei2
;;**顯示十位
MOV A,DisData3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
CLR Wei3
ACALL Delay
SETB Wei3
;;**顯示百位
MOV A,DisData4
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
CLR Wei4
ACALL Delay
SETB Wei4
RET
Tab: ;;0～9、空白、負號的編碼
DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,0BFH
;;延遲
Delay:
MOV R6,#6
DD1:MOV R5,#250
DJNZ R5,$
DJNZ R6,DD1
RET
END
這裡面插不了圖，我有這個的整套課程設計報告，想要找我，[email protected]

⑸ m c s -51單片機主要是有哪些硬體組成

你說的是最小系統吧，那就不算硬體電路啦，而是算單片機內部結構。
MCS-51單片機內部結構：
一個8位CPU；
一個片內振盪器及時鍾電路；
4KB ROM程序存儲器；
可定址64KB外部數據存儲器和64KB外部程序存儲空間的控制電路；
32條可編程的I/0線（4個8位並行I/0埠）；
兩個16位的定時/計數器；
5個中斷源、兩個優先順序嵌套中斷結構.

⑹ 51單片機內部包含哪些主要功能部件各功能部件的主要作用是什麼

部件、功能如下：

運算器：由算術邏輯單元ALU、累加器ACC、B寄存器、兩個暫存寄存器、程序狀態寄存器組成PSW；8位，可以進行算術雲算（加，減，乘，除，乘除運算與寄存器B有關）、邏輯運算及移位運算等。

控制器：由指令寄存器IR、指令解碼器ID、定時及控制邏輯電路、程序計數器PC組成，使單片機的運行控制中心。PC的結構與功能：16位的程序寄存器，控製程序的執行。IR，ID的功能；

ROM：4KB，地址0000H--0FFFH（使用時）

RAM：128B，地址00H--7FH三、8051的I/O埠電路四、定時器/計數器：2個16位的定時器/計數器五、中斷控制系統：5個中斷源，其中兩個外部中斷、兩個定時/計數器中斷、1個串列口中斷。