1.3 80C51系列8位单片机简介

单片机作为嵌入式系统的一员，应用面很广，发展很快。自诞生至今的30多年中，加入单片机生产和研制的厂家有上百家，现已发展为几百个系列的上千个机种，使用户有较大的选择余地。随着集成电路的发展，单片机从4位发展到8位、16位、32位，从近年的使用情况来看，8位单片机仍然是低端应用的主要机型，专家预测，在未来的相当长时间中，仍将保持这个局面。所以，目前教学的首选机型还是8位单片机，而其中最有代表性，最经典的机型，当属80C51系列单片机。

1.3.1 80C51系列单片机的发展

80C51系列单片机是在Intel公司的MCS-51系列单片机基础上发展起来的。MCS-51和80C51系列单片机现在常简称为51系列单片机。20世纪90年代中期随着Intel公司彻底的技术开放，使得众多的半导体厂商（如Philips、Atmel、SST、Winbond等）参与了MCS-51单片机的技术开发，不同厂家在发展80C51系列时都保证了产品的兼容性，主要是指令兼容、总线兼容和引脚兼容。众多厂家的参与使80C51的发展长盛不衰，形成了一个既具有经典性，又有旺盛生命力的单片机系列。

综观80C51系列单片机的发展史，可以看出它曾经历过三次技术飞越。

1）从MCS-51到MCU的第一次飞越

在Intel公司实行技术开放后，著名半导体厂商Philips公司利用它在电子应用方面的优势，在8051基本结构的基础上，着重发展80C51的控制功能及外围电路的功能，突出了单片机的微控制器特征，这使得单片机出现了第一次飞越。

2）引入快擦写存储器的第二次飞越

1998年以后，80C51系列单片机又出现了一个新的分支，称为AT89系列单片机，它是由美国Atmel公司率先推出的，它的最突出优点是把闪速存储器（详见2.3节）应用于单片机中，这使得系统的开发周期大大缩短，因此它很快从单片机市场脱颖而出。这使得单片机的发展出现了第二次飞越。

3）向SoC转化的第三次飞越

美国Silabs公司推出的C8051F系列单片机把80C51系列单片机从MCU推向SoC时代，它的主要特点是改进了8051内核，使得其指令运行速度比一般的80C51系列单片机提高了约10倍，在片上增加了多种功能模块（如A/D和D/A转换模块等）。这是单片机的第三次飞越。

1.3.2 AT89系列单片机的特点及分类

AT89系列单片机的成功使得几个著名的半导体厂家也相继生产了类似的产品，例如，Philips公司的P89系列、美国STC公司的STC89系列、华邦公司的W78系列等。后来人们就简称这一类产品为89系列单片机，它实际上还是属于80C51系列。这些产品主要功能类似，但又各具特色。在这些型号中AT89S51、P89C51、STC89C51、W78E51都是与MCS-51系列的80C51兼容的型号。这些芯片互相之间也是兼容的，所以如果不写前缀，仅写89C51可能是其中任何一个厂家的产品。

89系列单片机的主要特点如下：

（1）内部含Flash存储器。

（2）89系列单片机的内部结构和80C51相近。

（3）工作原理和指令系统完全相同。

89系列单片机可分成标准型号、低档型号和高档型号三类。标准型单片机的主要结构与性能详见第2篇。低档AT89单片机是在标准型结构的基础上，适当减少某些功能部件，例如，减少I/O引脚数，减少存储器和RAM容量等，这样可使其体积更小，价格更便宜。在89系列单片机中，高档（增强）型产品是在标准型的基础上增加了一些功能形成的，所增加的功能部件主要有串行外围接口SPI、CAN和A/D转换功能模块等。

89系列单片机是80C51系列单片机的典型代表，目前在世界上应用很广泛，可以满足大多数用户的需要。由于80C51系列中的典型型号在基本结构、工作原理和引脚上与MCS-51系列单片机的8051是完全兼容的，所以，89系列单片机虽然并不是功能最强、最先进的单片机，但它是源于经典的MCS－51系列，考虑到教学的连续性及89系列单片机和所用开发装置的普及性，因而89系列单片机成为单片机教学的首选机型。

本书在介绍具体单片机结构时选用AT89S51/52单片机（因为AT89C51/52在2003年已经停产，AT89S51/52是其替代产品，不过Philips等公司的89C51/52仍然有产品），但在进行一般共性介绍时还是用符号80C51代表。注意：此时它指的是80C51系列芯片，而不是Intel以前生产的80C51型号芯片。掌握了这种单片机对于其他型号单片机的学习可以举一反三、触类旁通。

单片机产品不是一枝独秀，而是百花齐放，种类很多，但限于篇幅不能一一介绍。在准备用单片机开发产品时，要注意单片机市场的情况，选择最合适的单片机、外围器件等，学会“量体裁衣”，或者“量体选衣”。