导读：第2章***R单片机的基本结构，基于***R的单片嵌入式系统原理与实践应用，***R系列单片机所有I/O口及外围接口的功能和配置均通过I/O寄存器的进行设置和，堆栈是数据结构中所使用的专用名词，堆栈是一种特殊的线性数据结构，处在I/O地址空间的$3E($005E)和$3D($005D)的两个8位寄存器构，***R单片机复位后堆栈寄存器的初始值为SPH=$00、SPL=$00，***R单片机堆栈采用SP-第2章 ***R单片机的基本结构 $0B
($002B) $0C
($002C) $0D
($002D) $0E
($002E) $0F
($002F) $10
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($005F) UCSRA UDR SPCR SPSR SPDR PIND DDRD PORTD PINC DDRC PORTC PINB DDRB PORTB PINA DDRA PORTA EECR EEDR EEARL EEARH UBRRH UCSRC WDTCR ASSR OCR2 TCNT2 TCCR2 ICR1L ICR1H OCR1BL OCR1BH OCR1AL OCR1AH TCNT1L TCNT1H TCCR1B TCCR1A SFIOR OSCCAL OCDR TCNT0 TCCR0 MCUCSR MCUCR TWCR SPMCR TIFR TIMSK GIFR GICR OCR0 SPL SPH SREG USART控制状态寄存器A USART I/O数据寄存器 SPI控制寄存器 SPI状态寄存器 SPI I/O数据寄存器 D口外部输入引脚 D口数据方向寄存器 D口数据寄存器 C口外部输入引脚 C口数据方向寄存器 C口数据寄存器 B口外部输入引脚 B口数据方向寄存器 B口数据寄存器 A口外部输入引脚 A口数据方向寄存器 A口数据寄存器 EEPROM控制寄存器 EEPROM数据寄存器 EEPROM地址寄存器低8位 EEPROM地址寄存器高8位 USART波特率寄存器高4位 USART状态寄存器C 看门狗定时控制寄存器 异步模式状态寄存器 定时器/计数器2输出比较寄存器 定时器/计数器2（8位） 定时器/计数器2控制寄存器 定时器/计数器1输入捕捉寄存器低8位 定时器/计数器1输入捕捉寄存器高8位 定时器/计数器1输出比较寄存器B低8位 定时器/计数器1输出比较寄存器B高8位 定时器/计数器1输出比较寄存器A低8位 定时器/计数器1输出比较寄存器A高8位 定时器/计数器1寄存器低8位 定时器/计数器1寄存器高8位 定时器/计数器1控制寄存器B 定时器/计数器1控制寄存器A 特殊功能I/O寄存器 内部RC振荡器校准值寄存器 在线调试寄存器 定时器/计数器0（8位） 定时器/计数器0控制寄存器 MCU控制和状态寄存器 MCU控制寄存器 TWI控制寄存器 程序存储器写控制寄存器 定时器/计数器中断标志寄存器 定时器/计数器中断屏蔽寄存器 通用中断标志寄存器 通用中断控制寄存器 T/C0计数器输出比较寄存器 堆栈指针寄存器低8位 堆栈指针寄存器高8位 状态寄存器
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2-16 基于***R的单片嵌入式系统原理与实践应用 ***R系列单片机所有I/O口及外围接口的功能和配置均通过I/O寄存器的进行设置和使用。CPU访问I/O寄存器可以使用两种不同的方法，使用对I/O寄存器访问的IN、OUT专用指令，以及使用对SRAM访问的指令。 所有的I/O寄存器可以通过IN(I/O口输入)和OUT(输出到I/O口)指令访问，这些指令是在32个通用寄存器与I/O寄存器空间之间传输交换数据，指令周期为1个时钟周期。此外，I/O寄存器地址范围在$00-$1F之间的寄存器（前32个）还可通过指令实现bit位操作和bit位判断跳转。SBI(I/O寄存器中指定位置1)和CBI(I/O寄存器中指定位清零)指令可直接对I/O寄存器中的每一位进行位操作。使用SBIS(I/O寄存器中指定位为1跳行)和SBIC(I/O寄存器中指定位为0跳行)指令能够对这些I/O寄存器中的每一位的值进行检验判断，实现跳过一条指令执行下一条指令的跳转。 在I/O寄存器专用指令IN、OUT、SBI、CBI、SBIS和SBIC中使用I/O寄存器地址$OO～$3F。 当以SRAM方式寻址I/0寄存器时，必须将该其地址加上$0020，映射成在数据存储器空间的地址。本书中I/O寄存器地址均给出了两种地址表示：I/O寄存器空间地址以及在数据存储器空间中的映射地址（在圆括号中）。
2.5.3 状态寄存器和堆栈指针寄存器 以下面我们首先介绍2个在***R中起着非常重要作用的I/O寄存器，它们是状态寄存器SREG，和堆栈指针寄存器SP。 1．状态寄存器—SREG 状态寄存器SREG是一个8位标志寄存器，用来存放指令执行后的有关状态和结果的标志。SREG中各位状态通常是在指令的执行过程中自动形成，但也可以由用户根据需要用专用指令加以改变。 状态标志位的作用很大，每一位都代表着不同含义。许多指令的运行将对寄存器中的某些位置1或清零，它反映了CPU运算、操作结果的状态。与SREG中的位操作有关的指令有置1、清零、为1转移、为0转移等，共有36条指令与状态寄存器SREG相关联。由此可见它的重要性。 ***R的状态寄存器SREG在I/O空间的地址为$3F($005F)，其各标志位的意义如下：
位 7 6 5 4 3 2 1 0
$3F($005F) I T H S V N Z C SREG 读/写 初始化值 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0 R/W 0
● 位7—I: 全局中断使能位 该标志位为***R中断总控制开关，当I位被置位（“1”）时，表示CPU可以响应中断请求，而当I位被清另（“0”），则所有的中断被禁止，CPU不响应任何的中断请求。除了该标志位用于***R中断的总控制，各个单独的中断触发控制还由其所在的中断屏蔽寄存器（GIMSK、TIMSK）中控制。如果全局中断触发寄存器被清另（“0”），则全局（所有的）中断被禁止，但单独的中断触发控制在GIMSK和TIMSK中的值保持不变。在中断发生后，I位由硬件清除，并由RETI(中断返回)指令置位，从而允许子序列的中断响应。 ● 位6—T: 位复制存储 位复制指令BLD和BST使用T标志位作为源和目标。通用寄存器组中任何一个寄存器中的一位可以通过BST指令被复制到T中，而用BLD指令则可将T中的位值复制到通用寄存器华东师范大学 电子科学技术系 马潮
2-17 第2章 ***R单片机的基本结构 组中的任何一个寄存器的一位中。 ● 位5—H: 半进位标志位 半进位标志位H表示在一些运算操作过程中有无半进位(低四位向高四位进、借位)的产生，该标志对于BCD码的运算和处理非常有用。 ● 位4—S: 符号标志位，S = N⊕V S位是负数标志位N和2的补码溢出标志位V两者异或值。在正常运算条件下（V=0，不溢出）S=N，即运算结果最高位作为符号是正确的。而当产生溢出时V=1，此时N已不能正确指示运算结果的正负，但S=N⊕V还是正确的。对于单（或多）字节有符号数据说，执行减法或比较操作后，S标志能正确指示参与相减或比较的两个数的大小。 ● 位3—V: 2补码溢出标志位 2的补码溢出标志位V，支持2的补码运算，为模2补码加、减运算溢出标志。溢出表示运算结果超过了正数（或负数）所能表示的范围。加法溢出表现为正+正=负，或负+负=正；减法溢出表现为正-负=负，或负-正=正。溢出时，运算结果最高位（N）取反才是真正的结果符号。 ● 位2—N: 负数标志位 负数标志位直接取自运算结果的最高位，N=1时表示运算结果为负，否则为正。但发生溢出时不能表示真实的结果（见上面对溢出标志位的说明）。 ● 位1—Z: 零值标志位 零值标志位表明在CPU运算和逻辑操作之后，其结果是否为零，当Z=1表示结果为零。 ● 位0－C：进/借位标志 进位标志位表明在CPU的运算和逻辑操作过程中有无发生进/借位。 以上这些标志位非常重要，对运算结果的判断处理，要以相应的标志位为依据。标志位也是分支、循环控制的依据。采用汇编编写程序时，要注意指令对标志位的影响，以及正确的使用判断指令。 2．堆栈指针寄存器—SP 堆栈是数据结构中所使用的专用名词，它是由一块连续的SRAM空间和一个堆栈指针寄存器组成，主要应用于快速便捷的保存临时数据、局部变量和中断调用或子程序调用的返回地址。堆栈在系统程序的设计和运行中起者非常重要的作用，只要程序中使用了中断和子程序调用，就必须正确的设置堆栈指针寄存器SP，在SRAM空间建立堆栈区。 堆栈是一种特殊的线性数据结构，数据的进出在堆栈的顶部进行，并遵循后进先出（LIFO）的原则。堆栈指针实际上就是堆栈顶部的地址，它随着堆栈中数据的进出而变化。堆栈指针寄存器SP中保存着堆栈指针，即堆栈顶部的地址。 处在I/O地址空间的$3E($005E)和$3D($005D)的两个8位寄存器构成了***R单片机的16位堆栈指针寄存器SP。***R单片机复位后堆栈寄存器的初始值为SPH=$00、SPL=$00，因此建议用户程序必须首先对堆栈指针寄存器SP进行初始化设置。
位 15 14 13 12 11 10 9 8
$3E($005E) SP15 $3D($005D) SP7 位 读/写 读/写 初始化值 初始化值 7 R/W R/W 0 0 SP14 SP6 6 R/W R/W 0 0 SP13 SP5 5 R/W R/W 0 0 SP12 SP11 SP10 SP9 SP8 SP4 SP3 SP2 SP1 SP0 4 R/W R/W 0 0 3 R/W R/W 0 0 2 R/W R/W 0 0 1 R/W R/W 0 0 0 R/W R/W 0 0 SPH SPL
***R的堆栈区是建立在SRAM空间的，16位的SP寄存器可以寻址的空间为64K。但在实华东师范大学 电子科学技术系 马潮
2-18 基于***R的单片嵌入式系统原理与实践应用 际应用中，还必须考虑所使用***R芯片SRAM空间的实际情况和所配备的SRAM容量的大小。首先，堆栈区应该避开寄存器区域所对应的SRAM空间，防止堆栈操作时改变了寄存器的设置。由于***R的堆栈是向下增长的，即新数据进入堆栈时栈顶指针的数据将减小（注意：这里与51不同，51的堆栈是向上增长的，即进栈操作时栈顶指针的数据将增加），所以尽管原则上堆栈可以在SRAM的任何区域中，但通常初始化时将SP的指针设在SRAM最高处。 对于具体的ATmega16芯片，堆栈指针必须指向高于$0060的SRAM 地址空间，因为低于$0060的区域为寄存器空间。ATmega16片内集成有1K的SRAM，不支持外部扩展SRAM，所以堆栈指针寄存器SP的初始值应设在SRAM的最高端：$045F处（参考图2-10）。 ***R的堆栈有自动硬件进栈（执行调用指令、响应中断），自动硬件出栈（执行调用返回指令RET、执行中断返回指令RETI）和人工进出栈（进栈PUSH、出栈POP）等指令。***R单片机堆栈采用SP-1或SP-2的进栈操作，具体见第三章中有关指令介绍部分。 根据上面所讲述，***R的SP堆栈指针寄存器指示了在数据SRAM中堆栈区域的栈顶地址，一些临时数据、局部变量，以及子程序返回地址和中断返回地址将被放置在堆栈区域中。在数据SRAM中，该堆栈空间的顶部地址必须在系统程序初始化时由初始化程序定义和设置。 当执行PUSH指令，一个字节的数据被压入堆栈，堆栈指针（SP中的数据）将自动减1；当执行子程序调用指令CALL或CPU响应中断时，硬件会自动把返回地址（16位数据）压入堆栈中，同时将堆栈指针自动减2。反之，当执行POP指令，从堆栈顶部弹出一个字节的数据，堆栈指针将自动加1；当执行从子程序RET返回或从中断RETI返回指令时，返回地址将从堆栈顶部弹出，堆栈指针自动加2
ATmega16单片机的工作状态
对采用单片机所构成的嵌入式电子系统来讲，单片机芯片构成了嵌入式系统的心脏，整个系统的正常工作是由单片机来控制、指挥和协调的。可以这样简单的理解：将一块单片机，加上必要的外围电路（如发光二极管、显示器、继电器、按键键盘，等等），以及根据一定功能要求和硬件电路编写的系统运行程序，三者有机的结合，就能组成各种类型，各种功能，千姿百态的电子系统和产品。如果我们把电子产品比喻为人，那么单片机就是人的大脑和心脏，外围电路就如同人的五官和四肢，电路板上的路线如同人的神经系统，而系统运行程序就代表人的知识、思维、判断和反应。外围电路通过各种不同的传感器，测量和获取到现实世界的状态（如温度、转速、压力），这些状态值经过线路传送到单片机中，由单片机中的程序进行计算和判断，然后再发出控制信号到外围电路，外围的控制机构产生正确的动作――一个新的电子产品诞生了。
***R单片机的工作状态通常包括：复位状态、正常程序执行工作状态、休眠节电工作状态、程序运行代码下载的编程，以及熔丝位的配置。用户必须非常熟悉和了解***R的这些工作状态和它们之间的转换关系。 2.6.1 ***R单片机最小系统 一个单片嵌入式系统的核心，其实就是一个单片机最小系统。它仅仅由一片单片机芯片、两个电阻、一个石英晶体和两个电容构成，见图2-13。 图2-13虚线框里几个器件所构成的最小系统，就是一颗单片嵌入式系统完整的心脏和大脑，可以工作了。当然，没有相应的外围电路，我们还是不能直观的了解它的工作情况的。因此图中还有一个简单的外围电路：一个发光二极管和一个限流保护电阻。我们可以编写一华东师范大学 电子科学技术系 马潮
2-19 第2章 ***R单片机的基本结构 个简单的程序，其功能让发光二极管每间隔1秒闪烁一次，循环往复。把程序的运行代码下载到ATmega16的程序存储器中，一个秒节拍输出显示装置就诞生了。只要一接通电源，ATmega16就以每秒４兆的工作频率运行，驱动发光二极管每间隔1秒闪烁一次（具体实现见第五章）。
图2-13 ATmega16最小系统电路图 在图2-13中，采用了在ATmega16引脚XTAL1和XTAL2上外接由石英晶体和电容组成的谐振回路，并配合片内的OSC（Oscillator）振荡电路构成的振荡源作为系统时钟源的。更简单的电路是直接使用片内的4M的RC振荡源，这样就可以将C1、C2、R2和4M晶体省掉，引脚XTAL1和XTAL2悬空，当然此时系统时钟频率精准度不如采用外部晶体的方式，而且也易受到温度变化的影响。对于图中电阻R1、R3的作用和阻值的选取将在第五章中详细分析。 2.6.2 ***R的复位源和复位方式 复位是单片机芯片本身的硬件初始化操作，例如，单片机在上电开机时都需要复位，以便CPU以及其它内部功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个初始状态开始工作。 ***R单片机的复位操作，其主要功能是把程序计数器PC初始化为$0000（指非BOOT LOAD方式启动），使单片机从$0000单元开始执行程序。同时决大部分的寄存器（通用寄存器和I/O寄存器）也被复位操作清零，有关各个寄存器的复位初始化值请注意书中对各寄存器的详细说明。
除了系统上电的正常复位初始化之外，当系统程序在运行中出现错误或受到电源的干扰，出现错误时，也可通过外部引脚RESET进行人工复位，或由芯片内部看门狗定时器WDT自动复位，或由芯片内部掉电检测BOD来使系统自动进入复位初始化操作。 华东师范大学 电子科学技术系 马潮
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相关内容搜索下面跟大家说一下STM32单片机的端口重映射,因为是以自己为实例.这里是以USART1的重映射为例..
&&&&&&&&因为我要一个TFT_LCD屏的主控板,考虑到FSMC 我选用了STM32F103VCT6 型号的CPU,一不小心串口接到USART1上了.因为在调程序时才发现错了,没得办法,只能通过端口重映射来解决.但是以前没用过端口重映射,只闻其名,未用其身,所以..呵呵 ...只能从头去看了.
&&&&&&&&&STM32上有很多I/O口，也有很多的内置外设想I2C,ADC,ISP,USART等，为了节省引出管脚，这些内置外设基本上是与I/O口共用管脚的，也就是I/O管脚的复用功能。但是STM32还有一特别之处就是：很多复用内置的外设的I/O引脚可以通过重映射功能，从不同的I/O管脚引出，即复用功能的引脚是可通过程序改变的.读到这里相信大家都应该了解了端口重映射的一些概念了.原理上的东西不细说了,大家可以看手册或者网上查,这方面的资料还是很多的.下面说说我的调试经历.
&&&&&&& 不知道是什么原因 PCB制图时把串口接到USART1上了,当时也没在意,等我把USART测试程序写好烧进去硬件仿真时,串口给的是乱码,我当时就觉得奇怪.把程序检查了好几遍就是查不出问题来,以为是硬件有问题,但突然想到了STM有复用功能,心想会不会是这里有鬼?于是找来datasheet 一看 ,真相大白
三个红框交汇处.STM32F103VCT6 这个CPU的USART1接的是PB6/PB7 但是上电初始化后默认功能并非是USART1.所以想要用串口功能 .必须用端口重映射..
&&&大家知道,STM32的单片机每个功能模块有自己的时钟系统,所以要想要调用STM32单片机的功能模块时 必须先配置对应时钟,然后才能去操作相应的功能模块.端口重映射也一样.如图示:
重映射步骤为:
1.打开重映射时钟和USART重映射后的I/O口引脚时钟,&
&&&&&&&&&&RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
2.I/O口重映射开启.
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);
3.配制重映射引脚,&这里只需配置重映射后的I/O,原来的不需要去配置.
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
&&&&&&只需要这三步,串口就可以正常使用了,简单吧?& 但是我纠结了大半个小时才搞定的,好多事情都是说起来容易做起来难的,希望我以后多多进步.不要眼高手低,嗯我正朝这个方向前进.
最后总结一下：
简单的说 STM32的 io 有3个功能一个是默认的 一个是复用 一个是重映射功能（这个其实也属于复用）
如果配置成复用 则将使用第2个功能 如果配置成复用 同时 相应的重映射配置了 则将使用第3个功能
通常一个口的 复用+重映射有好多 不止两个 这时候就看你使能哪个设备了（哪个被使能就用哪个）&
开复用 + 使能设备+ 是否重映射就可以决定这个io口到底使用哪个功能
阅读(...) 评论()　　3．OTP(-次性可编程)ROM
　　可一次性将程序写入单片机，无法更改，其成本较低。适合要求有一定灵活性且低成本的应用场合，尤其适合功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。
　　4．紫外线可擦除EPROM
　　单片机表面有一透明窗口，在一定量的紫外线照射后，能将存储器内所有信息清除，用户可以方便地将程序写入，出错后可以用紫外线擦除后修改，适用于小批量生产。
　　Flash ROM也即闪速存储器，简 &称闪存，此Flash非那个动画的Flash， &它是一种可快速写入和擦除的电可擦 &写型存储器，那么它和普通的电可擦 &写型存储器EEPROM有什么区别 &呢？EEPROM的电擦除是通过加一 &定的来实现内容擦除的，它的缺点是单位存储单元的尺寸大。20世纪80年代发明了Flash ROM，用Flash这一名称是源于该存储器只需单步操作即能擦除其中的所有内容，这种存储器只能进行整片或一个区域的删除而不能进行单字节删除，由此也减小了单元尺寸，方便大面积集成，因此在单片机上得到了很好的应用。
　　使用闪存的单片机的程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途。
　　二、按应用范围分类
　　1．通用型/专用型
　　这是按单片机适用范围来区分的。例如，80C51是通用型单片机，它不是为某种专用用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制，数码相机中的单片机电路等。
　　2．控制型/家电型
　　这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。
　　当然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型也可以作工控用。
　　三、按系统架构分类
　　这种分类方法按单片机的架构来分类，下面通过这种分类方式来介绍一些公司的主流产品。
　　1．MCS-51系列单片机
　　尽管单片机的种类繁多，但使用最为广泛的应属MCS-51系列。这一系列的单片机都使用了Intel公司的内核技术，它们是MCS-51的兼容机，软件兼容、开发工具兼容、引脚也兼容。它们都支持同一编程环境Keil &Vision3。因此把他们归为同一类型。下面分别介绍各公司相应的一些主流产品。Intel公司8051系列单片机 &Intel公司是MCS-51系列单片机的创始者，在单片机产品方面有着十分重要的地位，为MCS-51系列单片机的发展作出了卓越的贡献。MCS-51系列单片机硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史悠久，有先人为主的优势。世界有许多着名的芯片公司都购买了51芯片的核心专利技术，并在其基础上进行性能上的扩充，使得芯片得到进一步的完善，形成了一个庞大的体系。MCS-51内核实际上已经成为一个8位单片机的标准。
　　51系列优点之一是它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，或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节，而是位。它不光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。虽然其他种类的单片机也具有位处理功能，但能进行位逻辑运算的实属少见。
　　MCS-51系列单片机均具有如下特点：
　　&专为控制应用所设计的8位CPU
　　&具有布尔代数的运算能力
　　&32条双向且可被独立寻址的I/O口
　　&芯片内有128B可供储存数据的RAM
　　&芯片内有4KB的程序存储器(ROM)
　　& &有5个中断源，且具有两级（高/低）优先权顺序的中断结构&芯片内有时钟电路&全双工的串行端口
　　&两组16位定时器/定时器
　　&程序存储器可扩展至64KB(ROM)
　　&数据存储器可扩展至64KB(RAM)
　　一些典型的MCS-51系列单片机分类表见上表。
　　MCS-51系列又分为51和52两个子系列，并以芯片型号的最末位数字作为标志。其中，51子系列是基本型，而52子系列则属增强型。
　　MCS-51系列单片机采用两种半导体工艺生产。一种是HMOS工艺，即高速度、高密度、短沟道MOS工艺。另外一种是CHMOS工艺，即互补金属氧化物的HMOS工艺。表1中，芯片型号中带有字母&C&的，为CHMOS芯片，如上面的80C51、87C51。其余均为一般的HMOS芯片。
　　MCS-51单片机片内程序存储器常见的有三种配置形式，即无ROM、掩膜ROM和EPROM。这三种配置形式对应三种不同的单片机芯片，它们各有特点。
　　MCS-51是标准的40引脚双列直插式芯片，引脚配置图见下图。
　　信号引脚介绍：
　　P0.0～P0.7：P0口8位双向口线。
　　Pl.0～P1.7：Pl口8位双向口线。
　　P2.0～P2.7：P2口8位双向口线。
　　P3.0～P3.7：P3口8位双向口线。
　　ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于ALE是以1/6的固定输出的正脉冲，因此，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。
　　PSEN的反：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，有效（低），以实现外部ROM单元的读操作。
　　EA的反：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器，当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。
　　RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。
　　XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。
　　VSS：地线。
　　V：+5V。
　　P3具有第二功能，见上表在对Intel公司的MCS-51系列单片机进行选型时应注意两点：
　　(1)每个单片机产品子系列，根据内部程序存储器提供方式的不同，型号基本上有三种。例如在8051子系列中，有三种主要的芯片；、8751，分别对应内部不提供程序存储器、提供4KB掩膜ROM和4KB EPROM的同一芯片的三种版本。
　　(2)MCS-51系列单片机有两种制造工艺，HMOS工艺和CHMOS工艺。由此可以分为分别对应的两个子系列：子系列。虽然两种芯片在功能上完全兼容，但采用CHMOS工艺的80C51子系列属于器件，与HMOS器件相比，它的工作要小得多，因此使单片机的功耗降得很低，而且还增加了待机工作模式和掉电工作模式。
　　Atmel公司AT89系列单片机 &美国Atmel公司是国际上着名的半导体公司，该公司的技术优势在于Flash存储器技术。随着业务的发展，在20世纪90年代初，ATMEL公司一跃成为全球最大的EEPROM供应商。1994年，为了介入单片机市场，Atmel公司以EEPROM技术和Intel公司的80C31单片机核心技术进行交换，从而取得了80C31核的使用权。ATMEL公司把自身的先进Flash存储器技术和80C31核相结合，推出了Flash AT89系列单片机。这是一种内部含Flash存储器的特殊单片机。由于它内部含有大容量的Flash存储器，所以，在产品开发及生产便携式商品、手提式仪器等方面有着十分广泛的应用，也是目前取代传统的MCS-51系列单片机的主流单片机之一。
　　AT89系列单片机对于一般用户来说，有下列明显的优点：
　　(1)内部含有Flash存储器，在系统开发过程中很容易修改程序，可以大大缩短了系统的开发时间。
　　(2)与MCS-51系列单片机引脚兼容，可以直接进行代换。
　　(3)AT89系列并不对80C31的简单继承，功能进一步增强。
　　在我国这种单片机受到广泛青睐，很多以前使用80C51、80C52的用户都转而使用AT89系列。对于有丰富编程经验的用户而言，不需要仿真器，可以直接将程序烧入芯片，放在目标板上加电直接运行，观察运行结果，出现问题时再进行修改，然后重新烧写程序，再进行试验，直至成功。
　　AT89系列包括两大类第一类是常规的，就是AT89C系列，这类单片机要用常规的并行方法编程，必需使用编程器编程；第二类是在系统可编程（即芯片***到电路板上之后不用。拿下来而直接往里面烧写程序）ISPFlash系列，也就是AT89S系列，这类单片机除了用常规的并行方法编程外，还可以在系统用下载线进行编程，省去价格较贵的编程器，而且可以在目标板上直接修改程序。
& & 常用的AT89系列单片机选型表见下表。
　　表中WDT是Watchdog Timer的缩写，即看门狗定时器，俗称看门狗。由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续工作，看门狗的功能就是每当发生这些情况时，产生复位信号给单片机，使程序重新回到起点。避免整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后果。
　　由于AT89C51、AT89C52已经停产，因此AT89系列单片机目前使用最多的型号是AT89C2051、AT89S51、AT89S52等。
　　由于AT89S系列的单片机支持ISP编程，因此AT89S51. AT89S52等可以用下载线烧写程序，下载线接在计算机的并口上，另一端接在目标板上，MOSI、MISO、、RST分别和单片机的P1.5、P1.6、9脚连接，电源和地也分别连接。打开目标板的电源，再在计算机上运行一个上位机软件Easy 51Pro v2.0，打出编译好的目标文件就可以把程序烧写到单片机上了。下载线的电路图和实物分别见下图。
　　Philips 80C51系列单片机
　　Philips公司生产的单片机都属于MCS-51系列的兼容单片机，从内核结构上可划分为两类：16位的XA系列和80C51兼容系列。其中以80C51兼容系列单片机最为着名，下面讨论的就是这一系列的产品。Philips公司开发了众多基于80C51内核架构的派生器件，型号数以百计，可满足不同的应用场合。其中许多产品在存储器、定时/计数器、输入/输出口、中断、串行口等资源上做了不同程度的改进和增强，在有的型号中还新增了诸如I接口、转换、输出等新的外设。这样就使用户总能找到适合自己需要的型号。可以说Philips也为MCS-51单片机的经久不衰作出了很大的贡献。 Philips公司80C51兼容系列单片机从内核结构上又可以划分为两大类，即6时钟内核类和12时钟内核类。我们知道标准的MCS-51单片机的每个机器周期包括12个时钟周期，所谓6时钟内核是指单片机的每个机器周期包括6个时钟周期，所以在相同的时钟频率下，采用6时钟内核的单片机运行速度更快。许多采用6时钟内核单片机也可以通过软件设置使其工作在12时钟模式，这样就增加了使用的灵活性。
　　Philips公司80C51兼容系列单片机还有不少与众不同的特点，例如P87C51、P89C51属于增强型的80C51系列单片机，而同一类别的AT89S51、W78E51等单片机则属于MCS-51系列单片机，尽管两者完全兼容，相比之下AT89S51、W78E51仅仅只有2个定时/计数器。
　　常见的Philips 80C51系列单片机见表4～表8。 &Philips公司提供了各种适合应用于各种场合的80C51兼容单片机配置，规格比较齐全，可应用在很多电子产品中。选型时可根据你的需要，从存储器、运行速度、定时/计数器、串行口、供电电压、模拟量处理等不同角度进行选择。
　　Winbond单片机
　　台湾Winbond（华邦）公司是一家在国际上有较高声誉的半导体公司，其生产的MCS-51系列兼容单片机独具特色。
　　原MCS-51系列单片机虽然历史悠久，应用也非常广泛，但也有许多值得改进之处，如运行速度过慢等。当晶振频率为12M时，机器周期达1&s，显然适应不了高速运行的需要。Winbond公司在提高MCS-51系列单片机运行速度上做出了贡献。其生产的产品型号为W77和W78系列8位单片机，W77、W78系列的脚位和指令集与805 1兼容，其中W78系列与AT89C系列完全兼容。W77系列为增强型，对原有的805 1的时序作了改进，&每个机器周期从12个时钟周期改为4个时钟周期，使速度提高了三倍，同时，晶振频率最高可达40MHz。W77系列还增加了看门狗WatchDog、两组、两组DPTR数据指针、ISP等多种功能。
　　Winbond公司8位单片机可分为4个系列：
　　(1)标准系列，这是Winbond公司生产的与MCS-51第一代产品，型号中以W78为前缀。它们中有的型号与MCS-51完全兼容，有的型号则新增了不同的资源。标准系列单片机选型表见表9。
　　(2)宽电压范围系列，这个系列在其型号中以字母&L&标记，这一系列的特点是有较宽的供电电压范围。这个系列中对片内集成Flash存储器的型号而言，典型的供电电压范围是2.4V～5.5V，其它型号则为1.8V～5.5V。供电电压降低，芯片的功耗也随着降低，但芯片的速度也会相应下降。这个系列单片机选型表见下表。
　　(3)Turb051系列，也就是增强型的MCS-51系列单片机，这个系列的型号以W77为前缀，该系列的最大的改进是每个机器周期只有4个时钟周期，在相同的时钟频率下，其速度提升约平均2.5倍。这个系列单片机选型表见表11。
& &(4)工业温度级系列，这个系列的单片机适用于工业温度范围，即-40℃～+85℃，在型号中以字母&Ⅰ&标记。这个系列的单片机的内核结构有两种：一种是标准系列，另一种是Turbo51系列。这个系列的单片机供电电压范围也很宽，以适应环境恶劣的工业应用场合。工业温度级系列单片机选型表见表12。
　　STC单片机
　　STC公司推出的高性价比的STC89系列单片机，增加了大量的新功能，提高了51单片机的性能。
　　STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容，40封装系列与8051的引脚兼容。STC89系列单片机高速(最高时钟频率90MHz)，低功耗，在系统/在应用可编程(ISP/IAP)，不占用户资源。
　　STC89系列单片机主要特性：
　　&80C51核心处理器单元；&3V/5V工作电压，工作频率0～33MHz/0～40MHz&大容量内部数据RAM：1KBRAM&64/32/16/8KB片内Flash程序存储器，具有在应用可编程(IAP)，在系统可编程(ISP)，可实现远程软件升级，无需编程器&支持12时钟（默认）或6时钟模式&双DPTR数据指针；
　　&SPI(串行外围接口)和增强型串口UART
　　&PCA(可编程计数器阵列)，具有PWM的捕获/比较功能&4个8位I/O口，含3个高电流Pl口，可直接驱动&3个16位定时器/计数器&可编程看门狗定时器(WDT)
　　&低方式(ALE禁止)
　　&兼容TTL和COMS逻辑电平
　　&掉电检测和低功耗模式等
　　STC89系列单片机按芯片型号分别有64/32/16/8KB片内Flash，分为2个Flash存储块：Bk0和Blockl。2个Flash存储块在物理结构上Block0在前，Blockl在后。通过REMAP（地址重置）功能可以将Flash存储块重定位。
　　STC89系列单片机ISP和一般MCS&51系列的单片机如AT89S系列的ISP有所不同的。ISP主要应用于在线（或远程）升级，通过执行ISP引导码改写用户程序，无须编程器，无须亲临现场。STC89系列单片机在出厂时，片内已经烧录有ISP引导码，占用Blockl的程序空间前2KB，并设置为从Blockl启动。启动时，首先执行ISP引导码，确认是程序下载，还是正常启动。无论是程序下载还是正常启动，ISP引导码最后总是将REMAP取消，恢复Block0在前8KB的地址空间，进而执行Block0中的用户程序，即用户程序总是放在Block0的00H开始的单元，除非用户自行修改了ISP引导码。
　　IAP功能就是在应用可编程，利用该功能，就可将本不具有EEPROM的单片机具有相当于EEPROM的功能，而且存储空间远大于EEPROM。IAP不能对自身所在的Block编程，即当程序运行在Block0时，可编程的是Blockl，当程序运行在Blockl时，可编程的是Block0。根据这个特点，通过REMAP功能可设置在应用编程的Flash的大小。对STV89C58来说：
　　(1)当程序运行于Block0时，可拥有6KB～8KB的Flash ROM(-般使用)；(2)当程序运行于Blockl时，可据有近32KB的Flash ROM(需要技巧或更改ISP引导码)。
　　STC89 &系列单片机(STC89C51RC/RD+)选型表见表13。
　　SST单片机
　　SST89系列单片机是美国SST公司推出的高可靠、小扇区结构的Flash单片机，特别是所有产品均带有IAP（在应用可编程）和ISP（在系统可编程）功能，不占用用户资源，通过串行口即可在系统仿真和编程，无须专用仿真开发设备，3V～5V工作电压，低价格，在市场竞争中占有较强的优势。
　　SST89系列的Flash存储器使用SST专有的专利技术CMOSSuperFlash EEPROM工艺，内部Flash擦写次数达l万次以上，程序保存时间可达到100年。片内的SuperFlash存储器分为两个独立的程序存储块。主SuperFlash存储块0(Block0)为64KB/32KB大小，从存储块1(Blockl)为8KB大小。从存储块的8KB可以映射到64KB/32KB地址空间的最低位位置；也可从被程序计数器隐藏，映射到数据空间，作为一个独立的EEPROM数据存储器。
　　SST单片机有一个比较好的地方在于它具有tICE(Software In Circuit Emulator)在线仿真功能，只需占用单片机的串口即可实现在Keil下的实时在线仿真功能，同时还可以实现ISP在线编程功能。SST公司为部分SST89系列单片机提供了仿真监控程序，把仿真监控程序固化到单片机内部Flash存储器的Blockl中就可能实现仿真功能。因此我们用一只SST89系列单片机的芯片，如SST89C58或SST89E564RD/516RD等，加上串口电路就可以做成一个51单片机的仿真器。
　　SST89系列Flash单片机主要功能特性：
　　&大容量内部数据RAM，1KB &RAM。
　　&在应用可编程(IAP)和在系统可编程(ISP)，可实现远程生机，无需编程器。
　　&非易失性数据存储(内部扩展 &4KB/8KB EEPROM)。
　　&双数据指针(DPTR)结构，寻址、查表极为便利。
　　&9个中断源，4级中断优先级，三个大电流驱动引脚(可直接驱动LED)。
　　&双倍速，6时钟模式，编程时可选择，缺省为12时钟模式。
　　&可编程计数器阵列(PCA，PWM)，5通道。
　　&增强通用异步通信总线UART，支持地址自动识别和帧数据错误检测。
　　&看门狗定时器(WDT)。
　　&宽工作电压范围2.7V～5.5V，低功耗，12MHz时钟时耗电仅为2.5mA(89V564RD)。
　　&掉电检测功能，5V型在电压3.85V～4.15V即产生复位，3V型电压低至2.25V～2.55V产生复位，默认为低压复位，亦可设置为低压中断。
　　全兼容8051系列单片机。
　　SST89系列单片机选型表见表14。
　　2．Micro公司PIC单片机
　　PIC系列单片机是美国微芯公司(Microship)的产品，是当前市场份额增长最快的单片机之一。Micro Chip单片机的主要产品是PIC16系列和PIC17系列8位单片机，PIC系列单片机以其独特的硬件系统和指令系统的设计、较高的性价比，逐渐被广大工程设计人员采用。
　　在说明PIC系列单片机的特点之前，先说一下单片机CPU的两种结构：CISC结构（集中指令集）和RISC结构（精简指令集）。采用CISC结构（即冯，诺伊曼结构）的单片机数据线和指令线分时复用。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限。采用RISC结构（即哈佛结构）的单片机数据线和指令线分离，即实行双总线，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来大部分指令只需一个周期，这是它高效率运行的原因之一。另一方面它的指令线一般宽于数据线，即指令的位数可以超过8位，使其指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化。属于CISC结构的单片机有Intel的8051系列、Motorola的M68HC系列、Atmel的AT89系列、Winbond的W78系列、Philips的80C51系列等；属于RISC结构的有Microchip的PIC系列、Zilog的286系列、Atmel的***R系列等。
　　PIC系列单片机CPU采用RISC结构，按等级的不同分别仅有33、35、58条指令（8051单片机和***R单片机的指令都超过100条），具有运行速度快、低工作电压、低功耗、较大的输入、输出直接驱动能力、价格低、小体积等特点。适用于用量大、档次低、价格敏感的产品。在办公自动化设备、消费电子产品、通信、智能仪器仪表、、金融电子、工业控制等不同领域都有广泛的应用。
　　PIC系列单片机的I/O口是双向的，其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器，从而解决了MCS-51系列I/O脚为高电平时同为输入和输出的状态。当方向寄存器置位1时为输入状态，对外呈高阻状态；置位0时为输出状态，对外呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸入电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。相对于MCS-51系列而言，这是一个很大的优点，它可以直接驱动显示且外围电路简单。它的A/D为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程(ISP)功能。
　　PIC单片机还有抗干扰性能好、保密性好的特点。
　　PIC 8位单片机产品共有三个系列，即基本级、中级和高级。
　　(1)基本级系列
　　该级产品的特点是低价位，如PIC16C5X，适用于各种对成本要求严格的家电产品选用。又如PIC12C5XX是世界上第一个8脚的低价位单片机，因其体积很小，完全可以应用在以前不能使用单片机的家电产品中。 & &PIC12Cxxx系列单片机中部分OTP程序存储器的单片机选型表分别见表15和表16。
　　(2)中级系列
　　该级产品是PIC最丰富的品种系列。它是在基本级产品上进行了改进，并保持了很高的兼容性。外部结构也是多种的，有从8引脚到68引脚的各种封装。该级产品性能很高，如内部带有A/D变换器、EEPROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接口。PIC中级系列产品适用于各种高、中和低档的电子产品的设计中。中级产品中PIC16F873、PIC16F877用得比较多。
　　这一级别中的PIC16F87x系列单片机选型表见表17。
　　(3)高级系列该系列产品（如PIC17CXX）的特点是速度快，所以适用于高速数字运算的应用场合中，加之它具备一个指令周期内(160ns)可以完成8&8（位）乘法运算能力，所以可取代某些产品。再有PIC17CXX具有丰富的I/O控制功能，并可外接扩展EPROM和RAM，使它成为目前8位单片机中性能最高的机种之一。所以很适用于高、中档的电子设备中使用。
　　这一级别中的PIC17C系列的部分单片机选型表见表18、表19。
　　上述三个系列的PIC8位单片机还具有很高的代码兼容性，用户很容易将代码从某型号转换到另一个型号中。Microchip公司在推出颇具特色的PIC系列单片机的同时，也提供了其自主开发有MPLAB-IDE集成开发平台，使用MPLAB-IDE集成开发环境可以对PIC系列单片机进行程序的创建和编辑，以及编译和调试，还能实现程序的模拟运行。***好MPLAB-IDE集成开发平台后只能使用汇编程序，如果要使用C语言，必须***支持PIC单片机的C语言的编译器，如Hitech公司的PICC编译器。
　　***好PICC后只要在MPLAB-IDE集成开发平台内挂接PICC即可实现C语言程序创建、编辑，实现一体化的编译和原代码调试。
　　有些PIC单片机可以使用下载线烧写程序，上位机的软件是PonyProg2000。为PonyProg2000配套的PIC下载线电路可从网站下载。下载地址为：/rogsch.html，PIC下载线的电路由主板(Baseboard)和(PICl2/16adapter)两部分组成，这是一个使用计算机串口的下载线。
　　3．Atmel公司***R单片机
　　Atmel公司的单片机产品主要有AT89、***R、ARM三个系列，AT89前面已经讨论过，ARM系列是32位单片机。下面主要讨论***R系列单片机。
　　早期的单片机由于工艺及设计水平问题，为了降低功耗、提高抗干扰性能，同时为了满足复杂指令集CISC对单片机时序的要求，采取了较为稳妥的方案：采用较高的系数对时钟分频，使得指令周期长，执行速度慢。以后有一些CMOS单片机虽然采用提高时钟频率和减小分频系数等措施，但这种状态并未被彻底改变。此间虽有某些精简指令集RISC单片机问世，但依然沿袭了对时钟分频的做法。
　　1997年，Atmel公司挪威设计中心的A先生和V先生，出于市场需求考虑，推出了全新配置的精简指令集RISC内置Flash的高速8位单片机，简称为***R。***R单片机最大的特色是没有对外部时钟分频，用一个时钟周期执行一条指令。
　　由于***R单片机废除了机器周期，采用精简指令集，以字节作为指令长度单位，大多数单周期指令将操作数与操作码安排在一个字节中，取指令周期短，又可预取指令，实现流水作业，因此单片机执行速度快。
　　***R单片机的快速存取寄存器由32个通用寄存器组成，这32个寄存器全部直接与运算逻辑单元(ALU)相连，每一个寄存器都可以代替累加器工作。相当于有了32条立交桥，可以快速通行。从而避免了传统的累加器结构造成的累加器和存储器之间的数据传输的瓶颈效应，提高了指令执行速度(lMips/MHz)，因而提高了系统性能。因此***R单片机是高性价比的单片机，已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域，使产品功能、精度和质量大幅度提升，且电路简单，故障率低，可靠性高，成本低廉。
　　***R单片机与MCS-51等单片机相比具有下列的优点：
　　(1)在相同的时钟频率下***R运行速度最快；
　　(2)芯片内置的Flsah、EEPROM、SRAM容量较大；(3)所有型号都支持ISP编程；
　　(4)多种频率的内部RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，零外围电路也可以工作；(5)每个I/O口都可以设置方向，当输出口使用时以推挽驱动的方式输出高、低电平，驱动能力强，使得I/0口资源灵活、功能强大、可充分利用；(6)内部资源丰富，一般都集成有A/D；PWM；SPI、USART、TWI、12C通信口；丰富的中断源等；(7)***R单片机片内具备多种独立的时钟，分别供URAT、IIC、SPI、定时器使用。
　　(8)保密性能好，具有不可破解的位加密锁LockBit技术，保密位单元深藏于芯片内部，无法用电子显微镜看到。
　　***R单片机系列齐全，可适用于各种不同场合的要求。***R单片机有3个档次：
　　(1)低档Tiny系列***R单片机，主要型号有Tinyll/12/13/15/26/28等；(2)中档AT90S系列***R单片机，主要型号有AT90S15/8535等，这类产品已被Atmel公司宣布为到期产品，有的被转型到ATmega系列中(3)高档ATmega系列***R单片机，主要型号有ATmega8/16/32/64/128以及ATmega等。常用的***R单片机选型表见表20。
　　***R单片机的开发工具常用的有***R-Studio和ICC-***R，前者只支持汇编的开发调试，后者是C编译器。
　　***R单片机支持ISP下载，上图是下载线电路，上位机软件可使用PonyProg2000。4．Motorola单片机Motorola是世界上最大的单片机厂商。从M6800开始，开发了广泛的品种，4位、8位、16位、32位的单片机都能生产，其中8位机典型的代表有：M68HC05、M68HC08系列。Motorola单片机的特点之一是在同样的速度下所用的时钟频率较Intel类单片机低得多，因而使得高频低，抗干扰能力强，更适合于工控领域及恶劣的环境。
　　新一代8位单片机M68HC08采用了0.35&m工艺，具有价格低、速度快(8MHz总线速度)功能强和功耗低等优点。特别是带有闪速FLASH存储器的单片机具有更高的性能价格比，将会成为MOTOROLA最主要的8位单片机。M68HC08单片机与M68HC05单片机的功能向上兼容。
　　因Motorola资料比较少，由于Motorola公司提供的开发工具及配套编程器价格昂贵，初学者难以承担。大部分通用编程器不支持Motorola单片机，所以在单片机爱好者和初级开发人员中使用并不多。
　　常用的M68HC05、M68HC08系列的单片机选型表分别见表21和表22。
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