MCS-51系列单片机性能较好，在国内、国外的应用非常普及，已成为工业标准产品，尤其适合于自动控制、人工智能等领域，其组成如图2-1所示。
图2-1 MCS-51系列单片机组成框图
图2-2所示是MCS-51系列单片机内部硬件结构框图，由图可见，MCS-51系列单片机的主要资源如下：
1）8位CPU。即MCS-51系列单片机是8位微机，能以8位二进制数为1B处理数据。
2）片内带振荡器，全静态工作：0～33MHz。
3）128B片内随机存取数据存储器（RAM）。
4）4KB片内程序存储器（ROM）（8031无，AT89S51片内有4KB可反复擦写的Flash只读程序存储器）。
5）程序存储器的寻址范围为64KB。
6）片外数据存储器（RAM）寻址范围为64KB。
7）21个特殊功能寄存器（SFR）。
8）4个8位并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。
10）2个16位定时器/计数器T0/T1。
11）中断系统有5个中断源。
12）111条指令，含乘法、除法指令。
13）位操作功能强（位操作指令17条）。
14）片内采用单总线结构。
15）看门狗定时器（WDT）。(www.xing528.com)
16）可编程串行通信接口（UART）。
17）低功耗的闲置和掉电模式。
图2-2 MCS-51系列单片机内部硬件结构框图
MCS-51系列单片机是美国Intel公司于1980年推出的产品，典型产品有8031（内部没有程序存储器，实际使用方面已经被市场淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，实际使用方面已经被市场淘汰）和8751等通用产品，一直到现在，MCS-51内核系列兼容的单片机仍是应用的主流产品（比如目前流行的89S51、89C51等）。AT89C51是一种带4KB Flash存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。AT89S5是AT89C51的升级版本，是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51系列指令系统及80C51引脚结构，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
89S××可以向下兼容89C××等MCS-51系列芯片。其区别如下：
1）89S51在工艺上进行了改进，89S51采用0.35μm新工艺，成本降低，而且将功能提升，增加了竞争力。
2）新增加很多功能，性能有了较大提升。
3）89S51有ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序时不需要把芯片从工作环境中剥离。速度更快、稳定性更好，烧写电压也仅仅需要4～5V即可。
4）最高工作频率为33MHz，89C51的极限工作频率是24MHz。
5）89S51具有双工UART串行通道。
6）89S51内部集成WDT，不再需要像89C51那样外接WDT单元电路。
7）89S51带有双数据指示器。
8）89S51带有电源关闭标志。
9）89S51带有全新的加密算法，这使得对于89S51的破解变为不可能，程序的保密性大幅加强，这样就可以有效地保护知识产权不被侵犯。
10）电源范围：89S51电源范围宽达4～5.5V，而89C51系列在低于4.8V和高于5.3V的时候无法正常工作。
11）烧写寿命更长：89S51标称的1000次，实际是1000～10000次，这样更有利于初学者反复烧写，降低学习成本。
下面主要介绍CPU的结构特点及功能，以及MSC-51系列单片机的引脚功能。关于存储器、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等部分电路的结构细节将在后面的章节中专门讲述。
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