【正文】 4KB Flash地址范圍）時(shí)，將 自動(dòng)轉(zhuǎn)向讀取片外 60KB（ 1000HFFFFH）程序存儲(chǔ)器空間中的程序。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 16 控制引腳 （ 1） RST (RESET， 9腳 ) 復(fù)位信號(hào)輸入，在引腳加上 持續(xù)時(shí)間大于 2個(gè)機(jī)器周期的高電平 ，可使單片機(jī) 復(fù)位 。 外接時(shí)鐘源時(shí) ，該腳接外部時(shí)鐘振蕩器的信號(hào)。 EAPSEN PROG第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 14 電源及時(shí)鐘引腳 1．電源引腳 （ 1） VCC（ 40腳）： +5V電源 。 AT89S51與 51系列中各種型號(hào)芯片的引腳互相兼容。 （ 9）特殊功能寄存器（ SFR） 26個(gè)，對(duì)片內(nèi)各功能部件管理、控制和監(jiān)視。 （ 6） 1個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器 WDT 當(dāng) CPU由于干擾使程序陷入死循環(huán)或跑飛時(shí) ， WDT可 使程序恢復(fù)正常運(yùn)行。片內(nèi) 128B的 RAM以高速 RAM的形式集成，可加快單片機(jī)運(yùn)行的速度 和 降低功耗。 CPU對(duì)各種功能部件的控制 是采用 特殊功能寄存器 （ SFR，Special Function Register）的集中控制方式。把作為控制應(yīng)用所必需的基本功能部件都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。 目的： 本章 學(xué)習(xí) ，為 AT89S51系統(tǒng)的應(yīng)用 設(shè)計(jì) 打下基礎(chǔ)。 在原理和結(jié)構(gòu)上，單片機(jī)把微機(jī)的許多概念、技術(shù)與特點(diǎn)都繼承下來(lái)。 有如下 功能部件 和 特性 ： （ 1） 8位微處理器（ CPU）； （ 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ 128B RAM）； （ 3）程序存儲(chǔ)器（ 4KB Flash ROM）； （ 4） 4個(gè) 8位可編程并行 I/O口（ P0、 P P2和 P3口）； （ 5） 1個(gè)全雙工的異步串行口； 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 7 圖 21 AT89S51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu) 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 8 （ 6） 2個(gè)可編程的 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； （ 7） 1個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器； （ 8）中斷系統(tǒng)具有 5個(gè)中斷源、 5個(gè)中斷向量； （ 9）特殊功能寄存器（ SFR） 26個(gè)； （ 10）低功耗模式有 空閑模式 和 掉電模式 ，且具有掉電模式下的中斷恢復(fù)模式； （ 11） 3個(gè)程序加密鎖定位 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 10 下面 介紹圖 21中 片內(nèi)各功能部件 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 11 （ 3）程序存儲(chǔ)器（ Flash ROM） 片內(nèi)集成有 4KB的 Flash存儲(chǔ)器（ AT89S52 則 為 8KB； AT89C55片內(nèi) 20KB），如片內(nèi)容量不夠，片外可外擴(kuò)至 64KB。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 12 （ 7）串行口 1個(gè)全雙工的異步串行口， 4種工作方式。是各個(gè)功能部件的 控制寄存器 和 狀態(tài)寄存器，映射在片內(nèi) RAM區(qū)80H～ FFH內(nèi)。目前多采用 40只 引腳 雙列直插 ， 如 圖 22所示 。 （ 2） VSS（ 20腳）： 數(shù)字地 。 （ 2） XTAL2（ 18腳）： 片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。正常工作，此腳 電平應(yīng) ≤ 。 =0， 只讀取 外部的程序存儲(chǔ)器 中的內(nèi)容，讀取的地址范圍為 0000H～ FFFFH，片內(nèi)的 4KB Flash 程序存儲(chǔ)器不起作用?？捎米魍獠慷〞r(shí)或觸發(fā)信號(hào)。 ： 引腳 第二功能 ，對(duì)片內(nèi) Flash編程，為 編程脈沖輸入 腳。作為通用 I/O輸入，應(yīng)先向端口寫(xiě)入 1。 P1口可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS型 TTL負(fù)載。 P2口 也可作為普通的 I/O口 使用。 可作為 通用的 I/O口使用 。第二功能定義 見(jiàn) 表 21，應(yīng)熟記。 注意 ： 準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別 。 為什么 P0口要有高阻“懸浮”態(tài)？ 準(zhǔn)雙向 I/O口則無(wú)高阻的“懸浮”狀態(tài)。 運(yùn)算器 對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯和位操作運(yùn)算?！?A”與“ Acc” 書(shū)寫(xiě)上的差別，將在第 3章介紹。 A的進(jìn)位標(biāo)志 Cy是特殊的，因?yàn)樗瑫r(shí)又是 位處理機(jī)的 位累加器 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 27 3．程序狀態(tài)字寄存器 PSW PSW（ Program Status Word）位于片內(nèi)特殊功能寄存器區(qū)，字節(jié)地址為 D0H。在算術(shù)和邏輯運(yùn)算時(shí)，若有 進(jìn)位 /借位 ， Cy＝ 1；否則， Cy＝ 0。 （ 3） F0（ ）用戶設(shè)定標(biāo)志位 由用戶使用的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位，可用指令來(lái)使它置 1或清 0， 控制程序的流向。如果結(jié)果產(chǎn)生溢出， OV=1；否則， OV=0。 此標(biāo)志位對(duì)串行通信有重要的意義 ， 常用 奇偶檢驗(yàn) 的方法來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)目煽啃浴? 程序計(jì)數(shù)器 PC是一個(gè)獨(dú)立的 16位計(jì)數(shù)器，不可訪問(wèn)。當(dāng) 順序執(zhí)行 程序時(shí)自動(dòng)加 1；執(zhí)行 轉(zhuǎn)移程序 或 子程序、中斷子程序調(diào)用 時(shí)，自動(dòng)將其內(nèi)容更改成所要轉(zhuǎn)移的目的地址。 存儲(chǔ)器空間可分為 4類(lèi) 。 當(dāng)片內(nèi) 4KB Flash 存儲(chǔ)器不夠用時(shí)，可片外擴(kuò)展，最多可擴(kuò)展至 64KB程序存儲(chǔ)器。 ３ .特殊功能寄存器 SFR （ Special Function Register） 片內(nèi)各功能部件的控制寄存器及狀態(tài)寄存器。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 35 程序存儲(chǔ)器空間 存放程序和表格之類(lèi)的固定常數(shù)。 =1時(shí)， CPU從片內(nèi) 0000H開(kāi)始取指令， 當(dāng) PC值沒(méi)有超出 0FFFH時(shí)，只訪問(wèn)片內(nèi) Flash 存儲(chǔ)器， 當(dāng) PC值超出0FFFH自動(dòng)轉(zhuǎn)向讀片外程序存儲(chǔ)器空間 1000H～ FFFFH 內(nèi)的程序。 64KB程序存儲(chǔ)器空間中有 5個(gè)特殊單元 分別對(duì)應(yīng)于 5個(gè)中斷源的中斷入口地址，見(jiàn) 表 23。 圖 24為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)。 30H～ 7FH的單元只能字節(jié)尋址，用作存數(shù)據(jù)以及作為堆棧區(qū)。 特殊功能寄存器 映射在片內(nèi) RAM的 80H～ FFH 區(qū)域 中，共 26個(gè) 。另外，若讀 /寫(xiě) 未 定義單元，將得到一個(gè)不確定的隨機(jī)數(shù)。單片機(jī) 復(fù)位 后， SP為 07H，使得堆棧實(shí)際上從 08H單元開(kāi)始， 由于 08H～ 1FH單元分別是屬于 1～ 3組的工作寄存器區(qū)， 最好在復(fù)位 后 把SP值改置為 60H或更大的值 ，避免堆棧與工作寄存器沖突。應(yīng)預(yù)先把主程序的斷點(diǎn)在堆棧中保護(hù)起來(lái)，為程序正確返回做準(zhǔn)備。 兩種操作： 數(shù)據(jù)壓入 （ PUSH） 堆棧， 數(shù)據(jù)彈出 （ POP） 堆棧。 乘法 ，兩乘數(shù)分別在 A、 B中，執(zhí)行乘法指令后，乘積在 BA中 除法 ，被除數(shù)取自 A，除數(shù)取自 B，商存放在 A中，余數(shù)存 B中。 0： WDT溢出時(shí)，在 RST引腳輸出一個(gè)高電平脈沖； 1： RST引腳僅為輸入腳。 DPTR0： AT89C51單片機(jī) 原有 的數(shù)據(jù)指針 ； DPTR1： 新增加 的數(shù)據(jù)指針。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 49 5. AUXR1寄存器 AUXR1是輔助寄存器，格式如 圖 26所示 ： DPS： 數(shù)據(jù)指針寄存器選擇位。 有關(guān) WDT在抗干擾設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及低功耗模式下運(yùn)行的狀態(tài)，將在相應(yīng)的章節(jié)中具體介紹。 可被位尋址的 特殊寄存器 有 11個(gè) ，共有位地址 88個(gè)， 5個(gè)位未用，其余 83個(gè)位的位地址離散地分布于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器區(qū)字節(jié)地址為 80H～ FFH的范圍內(nèi)，其 最低的位地址等于其字節(jié)地址 ，且其字節(jié)地址的 末位都為 0H或 8H。端口的每一位均由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器組成， 4個(gè)端口按 字節(jié)輸入 /輸出 外， 也 可 位尋址 。 （ 2）兩個(gè)三態(tài)的數(shù)據(jù)輸入緩沖器，分別是用于 讀鎖存器數(shù)據(jù) 的輸入緩沖器 BUF1和 讀引腳數(shù)據(jù) 的輸入緩沖器 BUF2。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 58 2．工作過(guò)程分析 （ 1） P0口用作地址 /數(shù)據(jù)總線 外擴(kuò)存儲(chǔ)器或 I/O時(shí)， P0口作為單片機(jī)系統(tǒng) 復(fù)用的 地址 /數(shù)據(jù)總線使用。 當(dāng) P0口作為 數(shù)據(jù) 輸入時(shí) ，僅從外部存儲(chǔ)器（或 I/O）讀入信息，對(duì)應(yīng)的“控制”信號(hào)為 0， MUX接通鎖存器的 端。 Q第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 60 （ 2） P0口用作通用 I/O口 當(dāng) P0口不作為系統(tǒng)的地址 /數(shù)據(jù)總線使用時(shí)，此時(shí) P0口也可作為通用的 I/O口使用。 P0口作輸入口 使用時(shí)，有 兩種讀入方式 ： “讀鎖存器” 和“讀引腳” 。 （ 2） 當(dāng) P0口用作 通用 I/O口時(shí)，由于需要在片外接上拉電阻，端口不存在高阻抗（懸?。顟B(tài)，因此是一個(gè) 準(zhǔn)雙向口 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 63 P1口 單功能的 I/O口， 字節(jié)地址為 90H，位地址為 90H～ 97H。 （ 3）數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)電路，由一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管（ FET）和一個(gè)片內(nèi)上拉電阻組成。 “讀鎖存器”時(shí) ，鎖存器的輸出端 Q的狀態(tài)經(jīng)輸入緩沖器 BUF1進(jìn)入內(nèi)部總線； “讀引腳”時(shí) ， 先向鎖存器寫(xiě) 1，使場(chǎng)效應(yīng)管截止， 輸入緩沖器 BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線。 P2口某一位的 位電路結(jié)構(gòu) 如 圖 210所示 。 （ 4）輸出驅(qū)動(dòng)電路，由場(chǎng)效應(yīng)管（ FET）和內(nèi)部上拉電阻組成。 CPU輸出 1時(shí)， Q=1，場(chǎng)效應(yīng)管截止， 1； CPU輸出 0時(shí)， Q=0，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通， 0。功能與 P1口一樣。 P3口 字節(jié)地址 為 B0H，位地址 B0H～ B7H。 （ 3）輸出驅(qū)動(dòng)，由與非門(mén)、場(chǎng)效應(yīng)管（ FET）和內(nèi)部上拉電阻組成。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 74 （ 2） P3口用作第一功能 —— 通用 I/O口 用作 第一功能通用輸出 時(shí)， 第二輸出功能 端應(yīng)保持高電平，與非門(mén)開(kāi)啟。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 75 3． P3口的特點(diǎn) P3口內(nèi)部 有上拉電阻 ， 無(wú) 高阻抗輸入態(tài) 準(zhǔn)雙向口 。 引腳輸入有兩個(gè)緩沖器，第二功能的輸入信號(hào)取自緩沖器 BUF3的輸出端，第一功能的輸入信號(hào)取自緩沖器 BUF2的輸出端。 當(dāng) P0口 某位為 高電平 時(shí)，可提供 400?A的電流； 當(dāng) P0口某位為 低電平 （