【正文】 上述顯著的特點，使單片機的應(yīng)用范圍日益擴大。單片機的應(yīng)用打破了人們傳統(tǒng)設(shè)計思想，原來很多用模擬電路、脈沖數(shù)字電路和邏輯部件來實現(xiàn)的功能，現(xiàn)在均可以使用單片機，使用軟件來實現(xiàn)。使用單片機具有體積小、可靠性高、性能價格比高和容易產(chǎn)品化的優(yōu)點。 89C51簡介89C51是一種帶4K字節(jié)片內(nèi)程序存儲器，且是高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機[19]。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 89C51引腳圖89C51有40個引腳，4個8位并行輸入/輸出（I/O）端口：P0、PPP3，其中，P1是完整的8位準(zhǔn)雙向I/O口，兩個外中斷，2個16位可編程定時/計數(shù)器，兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。此外，89C51的時鐘頻率可為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進入工作狀態(tài)，省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時鐘停止震蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件系統(tǒng)復(fù)位方可繼續(xù)工作2. 引腳介紹Vcc：接+5V電源正端GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為89C51的一些特殊功能口，： P3口管腳的特殊功能引腳第 二 功 能RXD (串行輸入口)TXD (串行輸出口)INTO (外部中斷0請求輸入端)INT1 (外部中斷1請求輸入端)T0 (定時器/計數(shù)器0記數(shù)脈沖輸入端)T1 (定時器/計數(shù)器1記數(shù)脈沖輸入端)WR (片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端)RD (片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端)RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3. 主要性能指標(biāo)：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年：0Hz24Hz*8位內(nèi)部RAM,—12MHz?？捎袝r鐘輸出\位處理能力4. 89C51單片機的主要組成部分(1) CPUCPU是單片機的核心部分,他的作用是讀入和分析每條指令,根據(jù)每條指令的功能要求,控制各個部件執(zhí)行相應(yīng)的操作。89C51單片機內(nèi)部有一個8位的CPU，它是由運算器和控制器組成。運算器 運算器主要包括算術(shù)、邏輯運算部件ALU、累加器ACC、寄存器B、暫存器YMPYMP程序狀態(tài)寄存器PSW、布爾處理器及十進制調(diào)整電路等。運算器主要用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、邏輯運算和位變量處理等?？刂破? 控制器包括時鐘發(fā)生器、定時控制邏輯、指令寄存器指令譯碼器、程序計數(shù)器PC、程序地址寄存器、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR和堆棧指針SP等?？刂破魇怯脕斫y(tǒng)一指揮和控制計算機進行工作的部件。它的功能是從程序存儲器中提取指令，送到指令寄存器，再進入指令譯碼器進行譯碼，并通過定時和控制電路，在規(guī)定的時刻發(fā)出各種操作所需要的全部內(nèi)部控制信息及CPU外部所需要的控制信號，如ALE、PSEN、RD、WR等，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的各種操作。(2)存儲器程序存儲器 程序存儲器用于存放編好的程序、表格和常數(shù)。程序存儲器的尋址范圍可以有64KB與此相應(yīng), 程序存儲器的編址自0000H開始,最大可至FFFFH。程序存儲器的編址規(guī)律為；先片內(nèi)、后片外，片內(nèi)、片外連續(xù)，兩者一般不作重疊。對于片內(nèi)有程序存儲器的芯片，CPU的控制器專門提供一個控制信號EA來區(qū)分，當(dāng)EA為無高電平時，復(fù)位后單片機先執(zhí)行片內(nèi)有程序存儲器中程序，當(dāng)程序計數(shù)器的內(nèi)容超過OFFFH時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲器的程序而當(dāng)指令，當(dāng)EA為低電平時，將強行執(zhí)行片外程序存儲器中的程序。此時多在片外程序存儲器中存放調(diào)試程序，使計算機工作在調(diào)試狀態(tài)。這里應(yīng)該注意的是，片外程序存儲器存放調(diào)試程序的部分，其編址與片內(nèi)程序存儲器的編址是可以重疊的，就借EA的換接可實現(xiàn)分別訪問。在程序存儲器中，有7個單元具有特殊用途。0000H—0002H：是所有執(zhí)行程序的入口地址，89C51單片機復(fù)位后，CPU總是從0000H單元開始執(zhí)行程序。0003H：外部中斷0入口。000BH：定時/計數(shù)器0溢出中斷入口。0013H：外部中斷1入口。001BH：定時/計數(shù)器1溢出中斷入口。0023H：串行口中斷入口。002BH：定時器/計數(shù)器2溢出或T2EX端負跳變。使用時，通常在這些入口地址處存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到用戶安排的中斷程序起始地址，或者從0000H起始地址跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計的初始程序上。數(shù)據(jù)存儲器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器有16位，尋址范圍也可達64KB。故片外數(shù)據(jù)存儲器的容量可大到與程序存儲器一樣，其編址自0000H開始,最大可至FFFFH。89C51單片機數(shù)據(jù)存儲器有片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM和特殊功能寄存器SFR：前者有128個字節(jié)，其編址為00H—FFH，可以讀、寫任何數(shù)據(jù)；后者也占128個字節(jié)，其編址位80H—FFH；兩者連續(xù)而不重疊。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的容量很小，常需擴展片外數(shù)據(jù)存儲器。如擴展少量片外數(shù)據(jù)存儲器，容量不超過256個單元，則也可按8位二進制數(shù)編址，自00H開始，最大可至FFH。 不同存儲器與所用指令及其尋址方式的對應(yīng)關(guān)系存儲器訪問性質(zhì)所用指令及尋址方式ROM依次取指執(zhí)行程序根據(jù)PC值自動訪問程序轉(zhuǎn)移程序轉(zhuǎn)移類指令用戶訪問MOVC指令片內(nèi)RAM訪問整個字節(jié)主要為MOV指令，借工作寄存器間接尋址訪問20H~2FH單元中的某位位操作類指令，借位地址尋址SFR訪問整個字節(jié)主要為MOV類指令，直能借直接尋址字節(jié)尋址訪問SFR中的可尋址位位操作類指令，借位地址尋址片外RAM如容量不大于256單元MONX指令，借工作寄存器間接尋址如容量大于256單元MONX指令，借數(shù)據(jù)指針寄存器間接尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器又可分為工作寄存區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖器區(qū)等三個區(qū)域。①工作寄存器區(qū)在低128B的內(nèi)部RAM中，前32個單元（地址為00H—1FH）為通用工作寄存器區(qū)，共分為四組（寄存器0組、1組、2組、3組），每組8個工作寄存器由R0—R7組成，共占32個 單元。選用哪一組由程序狀態(tài)字PSW中的RSRS0 這兩位的設(shè)置決定，若程序并不需要四個4組工作寄存器，那么剩下的工作寄存器可作一般的存儲器來使用。②位尋址區(qū)20H—2FH的16個單元為位尋址區(qū)，該區(qū)的每個單元都被賦予了一個位地址，每個單元8位，共128位。其位尋址范圍為00H—7FH。位尋址區(qū)的每一位都可當(dāng)作軟件觸發(fā)器，由程序直接進行處理。程序中通常把各種程序狀態(tài)標(biāo)志、位控變量設(shè)在位尋址區(qū)。同樣，位尋址區(qū)的RAM單元也可作為一般的數(shù)據(jù)存儲器按字節(jié)單元使用。③數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30H~7FH是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用戶RAM區(qū)，共80個單元。(3)特殊功能寄存器累加器A 累加器A是一個最常用的8位特殊功能寄存器，它既可用于存放操作數(shù)，也可用于存放運算的中間結(jié)果。大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器。用ACC表示A的符號地址。寄存器B 寄存器B是一個8位寄存器，主要用于乘法和除法的運算。乘法運算時，B中存放乘法，乘法操作后，乘積的高8位又存于B中；除法運算時，B中存放除數(shù)，出發(fā)操作后，B中又存放余數(shù)。在其他指令中，寄存器B可作為一般的寄存器使用，用于暫存數(shù)據(jù)。5. 定時器/計數(shù)器①主要特性——定時器/計數(shù)器0與定時器/計數(shù)器1，可有程序選擇作為定時器用或作為計數(shù)器用，定時時間或記數(shù)值也可由程序設(shè)定。，可用程序