【正文】 第 1 頁 （ 共 15 頁 ） AT89C51單片機介紹 Eric 著 描述 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4Kbytes 的快速可擦寫的只讀程序存儲器 （ PEROM）和 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 flish 存儲單元，功能強大 AT89C51 單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領(lǐng)域。 主要性能參數(shù) ? S51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ? 4K 字節(jié)可重復寫 flash閃速存儲器 ? 1000 次擦寫周期 ? 靜態(tài)操作： 0HZ－ 24MHZ ? 級加密程序存儲器 ? 28*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32 個可編程 I/O 口 ? 2 個 16 位定時／計數(shù)器 ? 6 個中斷源 ? 編程串行 UART 通道 ? 功耗空閑和掉電模式 AT89C51 提供以下標準功能： 4K 字節(jié) flish 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部RAM， 32 個 I/O 口線，兩個 16 位定時／計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時， AT89C51 可降至 0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時／計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一第 2 頁 （ 共 15 頁 ） 個硬件復位。 引腳功能說明 Vcc：電源電壓 GND：地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復位口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個邏輯門電路，對端口寫 “1”可 作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址 （低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P1 口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL邏輯門電路。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可做熟出口。做輸出口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ Iil） . Flash編程和程序校驗期間， P1 接受低 8 位地址。 P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL邏輯門電路。對端口寫 “1”， 通過內(nèi)部地山拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸出口，作輸出口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ Iil）。 在訪問外部程序存儲器獲 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX @RI 指令）時， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存 器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。 Flash編程或校驗時， P2 亦接受高地址和其它控制信號。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉 電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3口寫入 “1”時，他們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸出口。做輸出端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ Iil）。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： 端口引腳 第二功能 第 3 頁 （ 共 15 頁 ） P3 口還接收一 些用于 flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址所存允許）輸出脈沖用于所存地址的低 8 位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 對 flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ ^PROG）。 如有不要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該外置位后，只要一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設(shè)置 ALE無效。 ^PSEN：程序存儲允許（ ^PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩個 ^PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間 ，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 ^PSEN信號不出現(xiàn)。 EA/VPP:外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是 。 如果加密位 LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VPP，當然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 VPP. rxd (串行輸入口 ) txd (串行輸出口 ) ^int0 (外中斷 0) ^int1 (外中斷 1) t0 (定時 /計數(shù)器 0) t1 (定 時 /計數(shù)器 1) ^WR (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) ^RD (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 第 4 頁 （ 共 15 頁 ） XTAL1: 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸出端。 XTAL2: 振蕩器反相放大器的輸出端。 時鐘振蕩器 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。 外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30PF+10PF，而如使用陶瓷諧振器 建議選擇 40PF+10PF。 用戶也可以采用外部時鐘。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 由于外部時鐘信號是通過一個 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術(shù)要求。 空閑模式 在空閑工作模式狀態(tài)， CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時，片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。空閑模式可由任何允許的中斷請求或硬件復位終止。 終止空 閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件被激活，即可終止空閑工作模式。程序會首先響應中斷，進入中斷服務程序，執(zhí)行完中斷服務程序并僅隨終端返回指令，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機進入空閑模式那條指令后面的一條指令。其二是通過硬件復位也可將空閑工作模式終止，需要注意的是，當由硬件復位來終止空閑模式時， CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復位操作，硬件復位脈沖要保持兩個機器周期（ 24 個時鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止 CPU 訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其它端 口。為了避免可能對端口產(chǎn)生以第 5 頁 （ 共 15 頁 ） 外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應該是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 模式 程序存儲器 ALE ^PSEN PORT0 PORT1 PORT2 PORT3 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 在掉電模式