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AT89S51单片机.doc
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AT89S51
AT89S51 单片机的硬件组成
单片机内硬件组成结构如图 2-1 所示。
有如下功能部件和特性:
〔1〕8 位微处理器〔CPU〕;
〔2〕数据存储器〔128B RAM〕;
〔3〕程序存储器〔4KB Flash ROM〕;
〔4〕4 个 8 位可编程并行 I/O 口〔P0 口、P1 口、P2 口和 P3 口〕;
〔5〕1 个全双工的异步串行口;
〔6〕2 个可编程的 16 位定时器/计数器;
〔7〕1 个看门狗定时器;
〔8〕中断系统具有 5 个中断源、5 个中断向量;
〔9〕特殊功能寄存器〔SFR〕26 个;
〔10〕低功耗模式有空闲模式和掉电模式,且具有掉电模式下的中断恢复模式;
〔11〕3 个程序加密锁定位。
与 AT89C51 相比,AT89S51 有更突出的优点:
〔1〕增加在线可编程功能 ISP〔In System Program〕,字节和页编程,现场程序调试和修改更加方便灵活;
〔2〕数据指针增加到两个,方便了对片外 RAM 的访问过程;
〔3〕增加了看门狗定时器,提高了系统的抗干扰能力;
〔4〕增加断电标志;
〔5〕增加掉电状态下的中断恢复模式。
单片机内各功能部件通过片内单一总线连接而成〔见图 2-1〕,基本结构依旧是 CPU 加上外围芯片的传统
微机结构。
CPU 对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器〔SFR,Special Function Register〕的集中控制方式。
单片机内部件功能
1〕CPU〔微处理器〕
8 位的 CPU,与通用 CPU 基本相同,同样包括了运算器和控制器两大部分,还有面向控制的位处理功能。
2〕数据存储器〔RAM〕
片内为 128B〔52 子系列为 256B〕,片外最多可扩 64KB。片内 128B 的 RAM 以高速 RAM 的形式集成,
学习文档 仅供参考
图2-1 AT89S51单片机片内结构
可加快单片机运行的速度和降低功耗。
3〕程序存储器〔Flash ROM〕
片内集成有 4KB 的 Flash 存储器〔AT89S52 则为 8KB;AT89C55 片内 20KB〕,如片内容量不够,片外可
外扩至 64KB。
4〕中断系统
具有 5 个中断源,2 级中断优先权。
5〕定时器/计数器
2 个 16 位定时器/计数器〔52 子系列有 3 个〕,4 种工作方式。
6〕1 个看门狗定时器 WDT
当 CPU 由于干扰使程序陷入死循环或跑飞时,WDT 可使程序恢复正常运行。
7〕串行口
1 个全双工的异步串行口,4 种工作方式。可进行串行通信,扩展并行 I/O 口,还可与多个单片机构成多机
系统。
8〕P0 口、P1 口、P2 口和 P3 口
4 个 8 位并行 I/O 口。
9〕特殊功能寄存器〔SFR〕
26 个,对片内各功能部件管理、控制和监视。是各个功能部件的控制寄存器和状态寄存器,映射在片内
RAM 区 80H~FFH 内。
AT89S51 完全兼容 AT89C51,在充分保留原来软、硬件条件下,完全可以用 AT89S51 直接代换。
AT89S51 的引脚功能
AT89S51 与 51 系列中各种型号芯片的引脚互相兼容。目前多采用 40 只引脚双列直插,如图 2-2 所示。
引脚按其功能可分为如下 3 类:
1〕电源及时钟引脚—VCC、VSS;XTAL1、XTAL2。
2〕控制引脚— 、ALE/ 、 /VPP、RST〔RESET〕
3〕I/O 口引脚——P0、P1、P2、P3,为 4 个 8 位 I/O 口
电源及时钟引脚
1.电源引脚
1〕VCC〔40 脚〕:+5V 电源。
2〕VSS〔20 脚〕:数字地。
2.时钟引脚
1〕XTAL1〔19 脚〕:片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路输入端。用片内振荡器时,该脚接外部石
英晶体和微调电容。外接时钟源时,该脚接外部时钟振荡器的信号。
2〕XTAL2〔18 脚〕:片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器,该脚连接外部石英晶体和微
调电容。当使用外部时钟源时,本脚悬空。
3.控制引脚
1〕RST (RESET,9 脚)
复位信号输入,在引脚加上持续时间大于 2 个机器周期的高电平,可使单片机复位。正常工作,此脚电平
应 ≤ 0.5V。
当看门狗定时器溢出输出时,该脚将输出长达 96 个时钟振荡周期的高电平。
2〕 /VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing,31 脚)
引脚第一功能:外部程序存储器访问允许控制端。
=1:在 PC 值不超出 0FFFH〔即不超出片内 4KB Flash 存储器的地址范围〕时,单片机读片内程序存储器
〔4KB〕中的程序,但 PC 值超出 0FFFH 〔即超出片内 4KB Flash 地址范围〕时,将自动转向读取片外
60KB〔1000H-FFFFH〕程序存储器空间中的程序。
=0:只读取外部的程序存储器中的内容,读取的地址范围为 0000H~FFFFH,片内的 4KB Flash 程序存储
器不起作用。
VPP:引脚第二功能,对片内 Flash 编程,接编程电压。
3〕ALE/ 〔Address Latch Enable/PROGramming,30 脚〕
ALE 为 CPU 访问外部程序存储器或外部数据存储器提供地址锁存信号,将低 8 位地址锁存在片外的地址锁
存器中。此外,单片机正常运行时,ALE 端一直有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡器频率 fosc 的
1/6。可用作外部定时或触发信号。
注意,每当 AT89S51 访问外部 RAM 时〔执行 MOVX 类指令〕,要丧失一个 ALE 脉冲。
如需要,可将特殊功能寄存器 AUXR〔地址为 8EH,将在后面介绍〕的第 0 位〔ALE 禁止位〕置 1,来禁
止 ALE 操作,但执行访问外部程序存储器或外部数据存储器指令“MOVC”或“MOVX”时,ALE 仍然有效。
即 ALE 禁止位不影响对外部存储器的访问。
:引脚第二功能,对片内 Flash 编程,为编程脉冲输入脚。
4〕 〔Program Strobe ENable,29 脚〕
片外程序存储器读选通信号,低电平有效。
并行 I/O 口引脚
1〕P0 口:8 位,漏极开路的双向 I/O 口
当外扩存储器及 I/O 接口芯片时,P0 口作为低 8 位地址总线及数据总线的分时复用端口。
P0 口也可用作通用的 I/O 口,需加上拉电阻,这时为准双向口。作为通用 I/O 输入,应先向端口写入 1。可
驱动 8 个 LS 型 TTL 负载。
2〕P1 口:8 位,准双向 I/O 口,具有内部上拉电阻。
准双向 I/O 口,作为通用 I/O 输入时,应先向端口锁存器写 1。
P1 口可驱动 4 个 LS 型 TTL 负载。
可用于对片内 Flash 存储器串行编程和校验,它们分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。
3〕P2 口:8 位,准双向 I/O 口,具有内部上拉电阻。
当 AT89S51 扩展外部存储器及 I/O 口时,P2 口作为高 8 位地址总线用,输出高 8 位地址。
P2 口也可作为普通的 I/O 口使用。当作为通用 I/O 输入时,
应先向端口输出锁存器写 1。P2 口可驱动 4 个 LS 型 TTL 负载。
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图2-2 AT89S51双列直插封装方式的引脚
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zhangao_fengg
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