MCS-51系列單片機(jī)的代表性產(chǎn)品為8051，其他單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增減。20世紀(jì)80年代中期以后，Intel公司已把精力集中在高檔CPU芯片的開(kāi)發(fā)、研制上，逐漸淡出單片機(jī)芯片的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。由于MCS-51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)上的成功以及較高的市場(chǎng)占有率，以MCS-51技術(shù)核心為主導(dǎo)的單片機(jī)已經(jīng)成為許多廠家、電氣公司競(jìng)相選用的對(duì)象，并以此為基核。因此，Intel公司以專利轉(zhuǎn)讓或技術(shù)交換的形式把8051的內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、Philips、Cygnal、ANALOG、LG、ADI、Maxim、DEVICES、DALLAS等公司。這些廠家生產(chǎn)的兼容機(jī)與8051的內(nèi)核結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)相同，采用CMOS工藝，因而常用80C51系列單片機(jī)來(lái)稱呼所有這些具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)，人們也習(xí)慣把這些兼容機(jī)等各種衍生品種統(tǒng)稱為51系列單片機(jī)或簡(jiǎn)稱為51單片機(jī)，有的公司還在8051的基礎(chǔ)上又增加了一些功能模塊（稱為增強(qiáng)型、擴(kuò)展型子系列單片機(jī)），使其集成度更高，更有特點(diǎn)，其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)。

近年來(lái)，世界上單片機(jī)芯片生產(chǎn)廠商推出的與8051（80C51）兼容的主要產(chǎn)品見(jiàn)表1-2。

在眾多與MCS-51單片機(jī)兼容的各種基本型、增強(qiáng)型、擴(kuò)展型等衍生機(jī)型中，美國(guó)ATMEL公司推出的AT89C5x／AT89S5x系列，尤其是該系列中的AT89C51／AT89S51和AT89C52／AT89S52單片機(jī)在我國(guó)目前的8位單片機(jī)市場(chǎng)中占有較大的市場(chǎng)份額。

ATMEL公司是美國(guó)20世紀(jì)80年代中期成立并發(fā)展起來(lái)的半導(dǎo)體公司。該公司于1994年以E2 PROM技術(shù)與Intel公司的80C51內(nèi)核的使用權(quán)進(jìn)行交換。ATMEL公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是其Flash存儲(chǔ)器技術(shù)，將Flash技術(shù)與80C51內(nèi)核相結(jié)合，形成了片內(nèi)帶有Flash存儲(chǔ)器的AT89C5x／AT89S5x系列單片機(jī)。

AT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)繼承了MCS- 51的原有功能，與MCS-51系列單片機(jī)在原有功能、引腳以及指令系統(tǒng)方面完全兼容。此外，AT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)中的某些品種又增加了一些新的功能，如看門狗定時(shí)器WDT、ISP（在系統(tǒng)編程也稱在線編程）及SPI串行接口技術(shù)等。片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器允許在線（+5V）電擦除、電寫(xiě)入或使用編程器對(duì)其重復(fù)編程，另外，AT89C5x/AT89S5x單片機(jī)還支持由軟件選擇的兩種節(jié)電工作方式，非常適于電池供電或其他要求低功耗的場(chǎng)合。AT89C51/AT89S51與MCS-51系列中的87C51單片機(jī)相比，AT89C51/AT89S51單片機(jī)片內(nèi)的4KB Flash存儲(chǔ)器取代了87C51片內(nèi)4KB的EPROM。

AT89S51單片機(jī)片內(nèi)的4KB Flash存儲(chǔ)器可在線編程或使用編程器重復(fù)編程，且價(jià)格較低，因此AT89C51/AT89S51單片機(jī)作為AT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)的代表性產(chǎn)品受到了應(yīng)用設(shè)計(jì)者的歡迎，AT89C5x/AT89S5x單片機(jī)是目前取代MCS-51系列單片機(jī)的主流芯片之一。

AT89S5x的“S”系列機(jī)型是ATMEL公司繼AT89C5x系列之后推出的新機(jī)型，代表性產(chǎn)品為AT89S51和AT89S52?；拘偷腁T89C51與AT89S51以及增強(qiáng)型的AT89C52與AT89S52的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)完全相同。使用AT89C51單片機(jī)的系統(tǒng)，在保留原來(lái)軟硬件的條件下，完全可以用AT89S51直接代換。與AT89C5x系列相比，AT89S5x系列的時(shí)鐘頻率以及運(yùn)算速度有了較大的提高，例如，AT89C51工作頻率的上限為24MHz，而AT89S51則為33MHz。AT89S51片內(nèi)集成雙數(shù)據(jù)指針DPTR、看門狗定時(shí)器，具有低功耗空閑工作方式和掉電工作方式。目前，AT89S5x系列已經(jīng)逐漸取代AT89C5x系列。

表1-3為ATMEL公司AT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)主要產(chǎn)品的片內(nèi)硬件資源。由于單片機(jī)的種類很多，讀者在選擇單片機(jī)時(shí)要依據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇合適的型號(hào)。

表1-3 ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)的片內(nèi)硬件資源

表1-3中AT89C1051與AT89C2051為低檔機(jī)型，均為20個(gè)引腳。注意，當(dāng)使用低檔機(jī)型即可滿足設(shè)計(jì)需求時(shí)，就不要采用較高檔次的機(jī)型。例如，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，僅僅需要一個(gè)定時(shí)器和幾位數(shù)字量輸出，那么選擇AT89C1051或AT89C2051即可，而不需要選擇AT89S51或AT89S52，因?yàn)楹笳咭惹罢叩膬r(jià)格高，且前者體積也小。如果對(duì)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量要求較高，那么選擇的單片機(jī)還要滿足片內(nèi)程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)空間的要求。除了程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的要求外，還要考慮單片機(jī)運(yùn)行速度盡量要快，這里還可以考慮選擇AT89S51 /AT89S52，因?yàn)樗鼈兊淖罡吖ぷ鲿r(shí)鐘頻率為33 MHz。當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用程序需要多于8 KB以上的空間時(shí)可考慮選用片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器容量為20 KB的AT89C55。

表1-3中，AT89LV51與AT89LV52中的“LV”代表低電壓，它與AT89S51單片機(jī)的主要差別是其工作時(shí)鐘頻率為12 MHz，工作電壓為2.7～6 V，編程電壓VPP為12 V。AT89LV51的低電壓電源工作條件可使其在便攜式、袖珍式、無(wú)交流電源供電的環(huán)境中應(yīng)用，因此特別適合用于電池供電的儀器儀表和各種野外操作的設(shè)備中。

盡管AT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)有多種機(jī)型，但是掌握好基本型AT89S51單片機(jī)非常重要，因?yàn)樗蔷哂?051內(nèi)核的各種型號(hào)單片機(jī)的基礎(chǔ)，最具典型性和代表性，同時(shí)也是各種增強(qiáng)型、擴(kuò)展型等衍生品種的基礎(chǔ)。因此，本書(shū)以AT89S51作為51單片機(jī)的代表性機(jī)型來(lái)介紹單片機(jī)的原理及應(yīng)用。

在我國(guó)，除了8位單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用外，一些廠家的16位單片機(jī)也得到了廣大用戶的青睞。例如，美國(guó)TI公司的16位單片機(jī)MSP430和我國(guó)***的凌陽(yáng)16位單片機(jī)。這些單片機(jī)本身帶有A/D轉(zhuǎn)換器，一片芯片就構(gòu)成了一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用戶設(shè)計(jì)使用非常方便。盡管這樣，16位單片機(jī)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有8位單片機(jī)的應(yīng)用廣泛和普及，這是因?yàn)槟壳霸趩纹瑱C(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域中，8位單片機(jī)所具有的性能已經(jīng)能夠滿足大部分的實(shí)際需求，而且8位單片機(jī)的性能價(jià)格比較高，在眾多廠家生產(chǎn)的各種不同的8位單片機(jī)中，與MCS-51系列單片機(jī)兼容的各種51單片機(jī)，目前仍然是8位單片機(jī)的主流品種，在最近若干年內(nèi)仍是自動(dòng)化、機(jī)電一體化、儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制應(yīng)用的主角。