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本文主要是关于51单片机的相关介绍，并着重对51单片机原理及其作用进行了详尽的阐述。
51单片机
51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。
功能
·8位CPU·4kbytes程序存储器（ROM） （52为8K）
·128bytes的数据存储器（RAM） （52有256bytes的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（52有6个）
·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
CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；
RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；
ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；
I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出
T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；
五个中断源的中断控制系统；
一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；
片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M—12M。
电脑仿真
Proteus 自从有了单片机也就有了开发系统，随着单片机的发展开发系统也在不断发展。 keil是一种先进的单片机集成开发系统。它代表着汇编语言单片机开发系统的最新发展，首创多项便利技术，将开发的编程/仿真/调试/写入/加密等所有过程一气呵成，中间不须任何编译或汇编。
功能特性
1，可以仿真63K程序空间，接近64K 的16位地址空间；
2，可以仿真64Kxdata 空间，全部64K 的16位地址空间；
3，可以真实仿真全部32 条IO脚；
4，完全兼容keilC51 UV2 调试环境，可以通过UV2 环境进行单步，断点， 全速等操作；
5，可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试 ；
6，可以非常方便地进行所有变量观察，包括鼠标取值观察，即鼠标放在某 变量上就会立即显示出它此的值；
7，可选 使用用户晶振，支持0－40MHZ晶振频率；
8，片上带有768字节的xdata，您可以在仿真时选 使用他们，进行xdata 的仿真；
9，可以仿真双DPTR 指针；
10，可以仿真去除ALE 信号输出。 ；
11，自适应300-38400bps 的所有波特率通讯；
12，体积非常细小，非常方便插入到用户板中。插入时紧贴用户板，没有连接电缆，这样可以有效地减少运行中的干扰，避免仿真时出现莫名其妙的故障；
13，仿真插针采用优质镀金插针，可以有效地防止日久生锈，选择优质园脚IC插座，保护仿真插针，同时不会损坏目标板上的插座。 ；
14，仿真时监控和用户代码分离，不可能产生不能仿真的软故障；
15，RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路，串行通讯稳定可靠，绝非一般三极管的简易电路可比。
功能限制
仿真器占用单片机串口及定时器2，与Keil C（PC）通讯，故不支持串口及定时器2 的仿真功能。全速运行时单片机串口及定时器2 可供用户使用。
使用方法
1．将仿真器插入需仿真的用户板的CPU插座中，仿真器由用户板供电；
2．将仿真器的串行电缆和PC机接好，打开用户板电源；
3．通过Keil C 的IDE 开发仿真环境UV2 下载用户程序进行仿真、调试。
硬件说明
1、使用用户板的晶振：仿真器晶振旁有两组跳线用来切换内部晶振和用户板晶振，当两个短路块位于仿真器晶振一侧时，默认使用仿真板上的晶振（11.0592MHz）， 当两个短路块位于电容一侧时，使用用户板的晶振。
2、为便于调试带看门狗的用户板，仿真器的复位端未与用户板复位端相连；故仿真器的复位按钮只复位仿真器，不复位用户板；若要复位用户板，请使用用户板复位按钮。
51单片机过时了吗
到这个问题，相信大家很多人都在问，也有很多人想知道，还有很多人有自己的看法，今天我在这里发表一下自己的观点。
现在在大学里，51单片机仍是电子类专业必修的课程，然而这几年随着ARM的火爆，很多51的学习者有了专业一个疑问：既然大家都在用ARM，我们为什么还要学51？而且找工作的时候人家也比较关注有过ARM使用经验的。
为了解决这个疑问，我们首先需要分清下面几个概念：单片机、ARM、DSP、FPGA/CPLD，这几个关键词是学习电子的人常见的几种芯片（我不知道该统称什么，姑且这么叫吧）。这几个词要分类的话首先要把FPGA/CPLD和其他的分开，因为FPGA/CPLD的原理和单片机、ARM、DSP不同。
FPGA/CPLD 是通过硬件实现功能的，FPGA是Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列；CPLD是Complex Programmable Logic Device的缩写，即复杂可编程逻辑器件。通过名字可以看出，二者都是可编程的逻辑器件，即实实在在的硬件，通过对硬件编程以实现某种特定功能。说直白 一些，二者就是一个与非门或者或非门阵列。由于所有的逻辑式子都可以变换成与非结构或者或非结构，因此所有的逻辑功能都可以通过FPGA/CPLD实现， 编程后的芯片相当于一个数字芯片，如加法器，移位寄存器等。二者的区别在于FPGA是基于RAM结构的，CPLD是基于ROM机构的，这些不是本次讨论的 重点，不再赘述。
再说单片机和ARM及DSP的关系，单片机是“单片微型计算机”的简称；ARM是Advanced RISC Machines的简称，它只是一家微处理器设计企业的名字，因此ARM是他们设定的微处理器的统称；DSP是Digital Signal Processing的简称，即数字信号处理。了解了这些，我们可以说单片机是所有所有MCU（微型控制单元）的统称，ARM是DSP只是他们的一 种，ARM属于用公司名称的一种称呼，而DSP则是根据功能（数字处理）命名的一种称呼。但是，在行业内，单片机一般特指8位或16位的MCU，在本文中 仍采用大家熟悉的叫法，把单片机和ARM放在并列的位置。
了解了这些，我们还需要了解一个问题，什么是51单片机。这个问题本不想说，可是 看到有人说51是AT89C51的简称，所有觉得有必要提一下。1980年，Intel推出了首款单片机8051（这个8051有可能是公司内部的设计编 号，我没有找到为什么叫这个），之后又陆续推出了与8051指令完全相同的8031、8032、8052等系列的单片机，初步形成了MCS-51系列。 1984年，Intel出售了51核，此后，世界上出现了上千种51单片机，如爱特梅尔、飞利浦，华邦，还有国内的宏晶等。51单片机泛指所有兼容 8051指令的单片机。当然，一些公司购买51核后增加了一些功能或者寄存器等，增加的这些东西是不兼容的。于51单片机处于并列关系的有AVR系 列，PIC系列等，他们的区别在于虽然都属于8位机（PIC系列的有16位的），但所使用的指令集不同，这也就是区别一个单片机系列的一种方法。
51 单片机过时了吗？要了解怎么一个问题，首先得搞清楚51单片机在市场中的应用情况以及将来的发展情况。众所周知，自从ARM出现以来，短短的几年内便出现 了ARM7、ARM9、M3、M4、A8、A9、A10等等多个系列，其性能也得到了飞速发展，以其高性能，低价格，低功耗等优势迅速占领了MCU的江 山，比起当年的51有过之而无不及。作为32位机，其性能是毋庸置疑的，即便是相同的时钟速率，32位机的处理一些数据的速度也要快于8位机，如一个32 位的加法运算，8位机至少需要4个周期，而32位机只需要一个周期即可完成。ARM的优势在于较高的处理速度，还有丰富的外设资源，还有就是较大的数据和 程序存储空间。相比之下，51单片机就没有优势了吗？当然不是，51单片机的优势在于小巧的内核，成熟的技术（其实现在ARM的技术也很成熟），还有就是 位操作。在相当多的应用场合，我们并不需要ARM如此强大的处理功能和速度，而是只需要简单的控制，51单片机已经完全可以满足实际的需求，这样一 来，ARM的优势便显的不再重要，而51的位操作则是ARM达不到的，也许你会说ARM同样可以实现位操作，但如果你了解的比较深的话会发现，ARM的位 操作是通过移位，与或等操作之后实现的，而51单片机则又位寻址空间，是真正的位操作。再一个就是价格，在价格上最便宜的ARM好像已经降到了0.5美元 （可能是这个价格，记不清了），而最便宜的51可能是0.5RMB。但一些中档的ARM则要比高端的51单片机便宜了。十几或者几十RMB的ARM的性能 是同价格的51单片机无法比拟的。此外，由于51内核简单，一些高端的51增加的功能使得他们的51单片机操作起来变得异常复杂，而且不同厂家的操作完全 不同，这样就增加是使用的难度。综合看来，在高端或者中端应用方面，51单片机已经没有了任何优势，其市场主要是一些老产品或者不想学新东西的老工程师在 支撑，其消亡也是必然的。然而在低端应用方面，51仍然可以占有一席之地，除了操作和价格上的微弱优势，其更大的优势在于学习简单。。
从学习角度来讲，衡量是否学会一个MCU的标准应该是你写的程序你应该知道他是怎么执行的，应该具体到某一个指令所涉及到的寄存器，看到一个指令之后脑子里应 该是一串01运算才行，而不是可以简单的应用了。虽然现在很多公司推出的新产品都给出了固件库，可以使工程师更快的进行编程使用。但是，这样的结果是使更 多的硬件工程师变成纯软件工程师而已。你会对一个芯片编程，但你并不了解他。也许有人说，反正我能用了就行了，干嘛非要了解它呢。其实这样想就错了，要想 真正的用好一个芯片。不了解他是不行的，甚至不深入全面的了解都是不行的，一些硬件上的简单改动有可能使系统的性能发生很大的变化。因此要想设计一个比较 好的产品，必须对芯片本身有一个深入的了解。在这方面，51单片机由于内核简单，很容易上手并容易深入了解。学习起来比较简单。熟练掌握了51，再学习其 他的芯片，如ARM也是很简单的，因为所有的微控制器的功能结构框架都是一样的，了解了一种之后再学习另一种很简单。相比复杂的ARM结构，51结构就显 的很简单了，甚至可以认为，ARM是在51的结构上增加的许多功能模块构成的，虽然二者的结构并不真的相同。
前几天在论坛里 看到有人呼吁，别学51了，改学ARM吧。我觉得这样的人应该属于二者都没有学好的人，二者的区别和联系肯定不清楚才这样喊的，同时有过51和ARM学习 经验的人应该知道，学精了51再学ARM所用的时间只不过是看一遍芯片手册的时间（有些夸张），而直接以ARM作为MCU入门的话则要费很大的劲。对于一 个从来没有接触过单片机的人来说，面对复杂的ARM手册往往会感到无从下手。可以这样比喻一下，学ARM是一口气登上一座高山，而学51相当于到了半山 腰。在半山腰上的风景虽不及山顶，却仍可有所作为。而再从半山腰的高度上山，难度自然减小了。至于有人抱怨说找工作的时候没人要只会51的，我觉得应该这 样看这个问题，学51和学ARM并不存在冲突，了解了51只后当然可以再学ARM。
我觉得，即便将来51的应用没落了，学习51仍是一种不错的入门手段，就行学计算机的一直在学X86一样。我不反对直接选择ARM入门，但却反对那些不了解51就呼吁大家放弃51的人。作为电子产品的设计者，如何在种类繁多的MCU中选择自己合适的一款才是最重要的。
虽然不可否认51单片机越来越多的被高端产品，尤其是ARM所替代，但我仍觉得51单片机没有过时，学习51单片机也没有过时！
51单片机可以做什么
51单片机作为学习单片机的过程中必须要经过的一个过程来讲是非常重要的，原因在于51单片机从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。
学会了51可以做什么下面我们来详细的了解一下。
例如，工业控制领域方面，汽车行业，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。
通讯方面，51单片机在GPS、红外、射频等方面都有很广泛的应用。航海航空，尽管ARM逐步占有了主导地位，但是各个模块的底层51单片机仍然再使用。
工业控制领域方面，很多设备的底层控制都是采用51单片机实现的。仪器仪表方面，51单片机由于成本低廉，所以很受该行业欢迎。汽车行业，一辆汽车的控制MCU很多，51单片机也占有一席之地
其他各个方面，其实作为最早大量使用的单片机之一，51单片机在各行各业都没有退出历史舞台，仍然在发挥作用。
51单片机仅有一个累加器ACC，许多处理都要通过ACC来完成，因此就需要有寄存器来保存中间结果。
访问外部数据存储器，只能用间接寻址，可用@DPTR访问全部64k（这里包括你扩展的打印机，显示器，键盘等），对于一个区域，也可以用P2配合R0或R1完成访问。
如果使用中断，中断中又使用比较多的寄存器，可以交换整个寄存器组，开机隐含为0组，可以换用1，2，3组。
简单的把51单片机的应用以及其特性给大家简单的介绍了一下，希望能够帮到大家，如果你需要单片机方面的资料可以看一下在先获取资料的方法步骤，资料很适合大部分朋友学习还不错。
结语
关于51单片机的相关介绍就到这了，如有不足之处欢迎指正。
工商网监
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