51单片机执行指令的硬件电路

⑴ 51单片机电路图和元件情况

1.内部振荡典型电路。

理论上来说，振荡频率越高表示单片机运行速度越快，但同时对存储器的速度和印刷电路板的要求也就越高。如同木桶原理。同时单片机性能的好坏，不仅与CPU运算速度有关，而且与存储器的速度、外设速度等都有很大关系。因此一般选用6~12MHZ。并联谐振电路对电容的值没有严格要求，但会影响振荡器的稳定、振荡器频率高低、起振快速性等。所以一般C1、C2选值20~100pF，在60~70pF时振荡器有较高的频率稳定性。陶瓷封装电容可以进一步提高温度稳定性。

内部振荡典型电路

2.上电复位与按键复位典型电路。

（摘自网络知道的解答）51单片机是高电平复位，所以先看给单片机加5V电源（上电）启动时的情况：这时电容充电相当于短路（电容特性：通交流，隔直流，上电瞬间相当于交流），你可以认为RST上的电压就是VCC，这是单片机就是复位状态。随着时间推移电容两端电压升高，即造成RST上的电压降低，当低至阈值电压时，即完成复位过程。

如果按下SW（按键复位中的帽子按键），的确就是按钮把C短路了，这时电容放电，两端电压都是VCC，即RST引脚电压为VCC，如果超过规定的复位时间，单片机就复位了。当按钮弹起后，RST引脚的电压为0，单片机处于运行状态。

51单片机复位要求是：RST上加高电平时间大于2个机器周期，你用的12MHz晶振，所以一个机器周期就是1us，要复位就加2us的高电平即可。

图中的RC常数是51K×1uF=51ms（这是网络的配图计算，能够推算R和C的取值，取值仅供参考，以元件常见值为佳），即51毫秒，这个常数足够大了。

⑵ 8051单片机的内部硬件结构包括哪五大部分

8051单片机的内部硬件结构包括：

1、中央处理器CPU：它是单片机内部的核心部件，决定了单片机的主要功能特性，由运算器和控制器两大部分组成。

2、存储器：8051单片机在系统结构上采用了哈佛型，将程序和数据分别存放在两个存储器内，一个称为程序存储器，另一个为数据存储器在物理结构上分程序存储器和数据存储器，有四个物理上相互独立的存储空间，即片内ROM和片外ROM，片内RAM和片外RAM。

3、定时器／计数器（T／C）：8051单片机内有两个16位的定时器／计数器，每个T／C既可以设置成计数方式，也可以设置成定时方式，并以其定时计数结果对计算机进行控制。

4、并行I／O口：8051有四个8位并行I／O接口（P0～P3），以实现数据的并行输入输出。

5、串行口：8051单片机有一个全双工的串行口，可实现单片机和单片机或其他设备间的串行通信。

6、中断控制系统：8051共有5个中断源，非为高级和低级两个级别它可以接收外部中断申请、定时器／计数器申请和串行口申请，常用于实时控制、故障自动处理、计算机与外设间传送数据及人机对话等。

(2)51单片机执行指令的硬件电路扩展阅读：

单片机不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I／O设备。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

⑶ 51单片机最小系统原理图

单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的，除了单片机之外，还需要包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。单片机最小系统电路（单片机电源和地没有标出）如图2-7所示。

图2-7 单片机最小系统
下面着重介绍时钟电路和复位电路。
1）时钟电路
单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式的原理电路如图2-8所示。在单片机XTAL1和XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为0~24MHz，常用的晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz等。一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用20~30pF的瓷片电容。
外部时钟方式则是在单片机XTAL1引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。
时序是单片机在执行指令时CPU发出的控制信号在时间上的先后顺序。AT89C51单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，包括振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。
振荡周期：是片内振荡电路或片外为单片机提供的脉冲信号的周期。时序中1个振荡周期定义为1个节拍，用P表示。
时钟周期：振荡脉冲送入内部时钟电路，由时钟电路对其二分频后输出的时钟脉冲周期称为时钟周期。时钟周期为振荡周期的2倍。时序中1个时钟周期定义为1个状态，用S表示。每个状态包括2个节拍，用P1、P2表示。
机器周期：机器周期是单片机完成一个基本操作所需要的时间。一条指令的执行需要一个或几个机器周期。一个机器周期固定的由6个状态S1~S6组成。
指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。一般用指令执行所需机器周期数表示。AT89C51单片机多数指令的执行需要1个或2个机器周期，只有乘除两条指令的执行需要4个机器周期。
了解了以上几个时序的概念后，我们就可以很快的计算出执行一条指令所需要的时间。例如：若单片机使用12MHz的晶振频率，则振荡周期=1/（12MHz）=1/12us，时钟周期=1/6us，机器周期=1us，执行一条单周期指令只需要1us，执行一条双周期指令则需要2us。
2）复位电路
无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。
单片机的复位条件：必须使其RST引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。
单片机的复位形式：上电复位、按键复位。上电复位和按键复位电路如下。

图2-9 单片机复位电路
上电复位电路中，利用电容充电来实现复位。在电源接通瞬间，RST引脚上的电位是高电平（Vcc），电源接通后对电容进行快速充电，随着充电的进行，RST引脚上的电位也会逐渐下降为低电平。只要保证RST引脚上高电平出现的时间大于两个机器周期，便可以实现正常复位。
按键复位电路中，当按键没有按下时，电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中，按下RESET键，已经充好电的电容会快速通过200Ω电阻的回路放电，从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平，此高电平会维持到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。
单片机复位后各特殊功能寄存器的复位值见表2-11。
表2-11 单片机特殊功能寄存器复位值
寄存器 复位值 寄存器 复位值 寄存器 复位值
PC 0000H SBUF 不确定 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
注：*表示无关位。

⑷ 急求：基于MCS-51单片机的温度控制器汇编语言软件设计和硬件电路图

第2章 硬件电路详细设计
DS18B20的性能特点：1、采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），2、测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,3、内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，4、适配各种单片机或系统机，5、用户可分别设定各路温度的上、下限，6、内含寄生电源。温度传感器DS18B20连接方式：在寄生电源供电方式下，DS18B20从单线信号线上汲取能量，在信号线DQ处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。如图2.3所示。
2.4 复位电路的设计
本设计采用人工复位，将一个按扭开关并联于上电自动复位电路按一下开关就在RST端出现一段时间的高电平，即器件复位。
2.5 晶振电路的设计
2.6 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路
DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。
当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。
2.7 温度测量系统整体硬件电路
Wei1 BIT P3.0 ;;数码管第1位
Wei2 BIT P3.1 ;;数码管第2位
Wei3 BIT P3.2 ;;数码管第3位
Wei4 BIT P3.3 ;;数码管第4位
Dian EQU 20H ;;小数点状态状态保存字节
DisData1 EQU 30H ;;第1位显示数据
DisData2 EQU 31H ;;第2位显示数据
DisData3 EQU 32H ;;第3位显示数据
DisData4 EQU 33H ;;第4位显示数据
DisTime EQU 34H ;;设置显示几次后读取温度值
;;温度数据存储单元标号定义
TempL EQU 35H ;;温度高位
TempH EQU 36H ;;温度低位
;;与DS18B20通迅部分存储单元及标号定义
DS18B20 BIT P1.0 ;;与DS18B20通迅的位地址
RFail BIT 21H.0 ;;复位失败标记
Var EQU 22H ;;变量字节,温度数据处理时用到
Var2 EQU 3FH ;;变量字节
主程序部分：
ORG 00H
LJMP START
ORG 100H
START: ;;-----初始化
MOV SP,#60H ;;初始化堆栈指针
Set18B20:;;-----DS18B20初始化
;;DS18B20复位
ACALL Reset
JB RFail,LOOP ;;复位失败则直接跳至显示部分
;;对DS18B20发出Skip ROM命令
MOV A,#0CCH
ACALL Write
;;对DS18B20发出温度转换命令
MOV A,#44H
ACALL Write
SetDisT:MOV DisTime,#3 ;;设置下一个循环体的循环8次
LOOP:
ACALL Display ;;显示
JB RFail,Set18B20 ;;DS18B20复位失败时，在显示完一次后重新复位
DJNZ DisTime,LOOP
JNB DS18B20,$ ;;判断DS18B20是否已完成温度转换
ACALL GetTemp ;;从DS18B20读出温度值
ACALL DealTemp ;;温度值处理
ACALL SendDisDT ;;根据当前系统状态设置显示内容
SJMP SetDisT ;;;;;;;

;;根据当前状态给显示模块设置显示参数
SendDisDT:
MOV Dian,#7FH ;;最高位为0代表显示小数点
;;传送温度值
MOV A,TempH ;;送高位数据
MOV VAR,TempL ;;送低位数据
ACALL TransData
RET
;;A中保存高位值，Var中保存低位值
TransData:
;;取个位值
MOV B,#10
DIV AB
MOV DisData2,B
;;取十位值
JZ HavNot1 ;;判断商是否为0
MOV B,#10
DIV AB
MOV DisData3,B
JZ HavNot2 ;;判断商是否为0
MOV DisData4,A
SJMP XiaoShu ;;跳至百位符号处理部分
HavNot1:MOV DisData3,#10 ;;十位开始没有数字
HavNot2:MOV DisData4,#10 ;;百位开始没有数字
SignJudge:;;符号处理部分
JNB VAR.7,XiaoShu ;;当为负数显示符号
MOV A,#10
CJNE A,DisData3,BWSign
MOV DisData3,#11 ;;负号在十位
SJMP XiaoShu
BWSign:MOV DisData4,#11 ;;负号在百位
XiaoShu:;;小数处理部分,用查表法获取小数值，精确到小数点后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通迅模块组
-------复位模块
Reset: ;;3微秒高电平
SETB DS18B20
MOV R7,#250
CLR RFail ;;清0复位失败标记
CLR DS18B20
;;延迟501uS
DJNZ R7,$
SETB DS18B20 ;;释放总线(拉高数据线)
;;等待DS18B20作出复位成功反应，最大等待时间为69uS
MOV R7,#17
Wait:
JNB DS18B20,RReset ;;若DS18B20在作出复位成功反应,不再等待
DJNZ R7,Wait
SETB RFail ;;70uS内DS18B20作出复位成功反应，置1复位失败标记
RReset:
;;延迟350Us
MOV R7,#174
DJNZ R7,$
SETB DS18B20
RET
/
;;-------向DS18B20写一个字的模块,要写的内容提前装入ACC中
Write:
MOV R6,#8 ;写8位
WriteBit:
;;2微秒高电平
SETB DS18B20
MOV R7,#3
;;7微秒低电平
CLR DS18B20
DJNZ R7,$
;;ACC低位送至DS18B20
RRC A
MOV DS18B20,C
;;延迟60Us
MOV R7,#28
DJNZ R7,$
;;是否已写完8位
DJNZ R6,WriteBit
RWrite:
SETB DS18B20
RET
; /
;;-------从DS18B20读回一个字节的内容,读回的内容装入ACC中
Read:
MOV R6,#8 ;;读回8位
MOV A,#0 ;;读回的内容装入ACC中
ReadBit:
;;2微秒高电平
SETB DS18B20
MOV R7,#7
;;2微秒低电平
CLR DS18B20
NOP
;;16微秒高电平
SETB DS18B20
DJNZ R7,$
;;读回一位数据放入ACC中
MOV C,DS18B20
RRC A
;;延迟66Us
MOV R7,#33
DJNZ R7,$
;;是否已读完8位
DJNZ R6,ReadBit
RRead:
SETB DS18B20
RET
/
;;-------与DS18B20通迅,读回两字节温度值，并装入ACC中TempL和TempH中
GetTemp:
ACALL Reset ;;复位
JB RFail,RGetTemp ;;判断复位是否成功
;;复位成功
;;对DS18B20发出Skip ROM命令
MOV A,#0CCH
ACALL Write
;;对DS18B20发出读命令
MOV A,#0BEH
ACALL Write
;;从DS18B20读回低8位温度值
ACALL Read
MOV TempL,A
;;从DS18B20读回高8位温度值
ACALL Read
MOV TempH,A
ACALL Reset ;;复位
JB RFail,RGetTemp ;;判断复位是否成功
;;对DS18B20发出Skip ROM命令
MOV A,#0CCH
ACALL Write
;;对DS18B20发出温度转换命令
MOV A,#44H
ACALL Write
RGetTemp:
RET
温度数据处理模块
DealTemp:
;;将整数的二进制数部分移到一个字节,符号位和小数部分移到一个字节
MOV R1,#Var
MOV Var,TempH
MOV A,TempL
XCHD A,@R1 ;;符号位、小数部分至VAR(@R1),整数部分至ACC
SWAP A
;;整数部分处理
JNB Var.7,NotNeg ;;判断是否为负数
CPL A ;;为负数,取反后加1得其绝对值
;;小数部分取反
XRL Var,#1FH ;;
INC Var
NotNeg:
MOV TempH,A
MOV TempL,Var
RET
显示模块
-------显示DisData(30H)从开始的三个字节保存显示信息
Display:
MOV DPTR,#Tab
;;**显示小数部分
MOV A,DisData1
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
CLR Wei1
ACALL Delay
SETB Wei1
;;**显示个位
MOV A,DisData2
MOVC A,@A+DPTR
;;小数点处理
ANL A,Dian
MOV P2,A
CLR Wei2
ACALL Delay
SETB Wei2
;;**显示十位
MOV A,DisData3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
CLR Wei3
ACALL Delay
SETB Wei3
;;**显示百位
MOV A,DisData4
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
CLR Wei4
ACALL Delay
SETB Wei4
RET
Tab: ;;0～9、空白、负号的编码
DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,0BFH
;;延迟
Delay:
MOV R6,#6
DD1:MOV R5,#250
DJNZ R5,$
DJNZ R6,DD1
RET
END
这里面插不了图，我有这个的整套课程设计报告，想要找我，[email protected]

⑸ m c s -51单片机主要是有哪些硬件组成

你说的是最小系统吧，那就不算硬件电路啦，而是算单片机内部结构。
MCS-51单片机内部结构：
一个8位CPU；
一个片内振荡器及时钟电路；
4KB ROM程序存储器；
可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；
32条可编程的I/0线（4个8位并行I/0端口）；
两个16位的定时/计数器；
5个中断源、两个优先级嵌套中断结构.

⑹ 51单片机内部包含哪些主要功能部件各功能部件的主要作用是什么

部件、功能如下：

运算器：由算术逻辑单元ALU、累加器ACC、B寄存器、两个暂存寄存器、程序状态寄存器组成PSW；8位，可以进行算术云算（加，减，乘，除，乘除运算与寄存器B有关）、逻辑运算及移位运算等。

控制器：由指令寄存器IR、指令译码器ID、定时及控制逻辑电路、程序计数器PC组成，使单片机的运行控制中心。PC的结构与功能：16位的程序寄存器，控制程序的执行。IR，ID的功能；

ROM：4KB，地址0000H--0FFFH（使用时）

RAM：128B，地址00H--7FH三、8051的I/O端口电路四、定时器/计数器：2个16位的定时器/计数器五、中断控制系统：5个中断源，其中两个外部中断、两个定时/计数器中断、1个串行口中断。