【文章內容簡介】 1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位準雙向I/O口，兩個外中斷，2個16位可編程定時/計數器，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，即具備可用軟件設置的睡眠省電功能，系統的喚醒方式有RAM、定時/計數器、串行口和外中斷口，系統喚醒后即進入工作狀態(tài)，省電模式中，片內RAM將被凍結，時鐘停止震蕩，所有功能停止工作，直至系統被硬件系統復位方可繼續(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據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當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P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，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。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。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個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，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/計數器0記數脈沖輸入端)T1 (定時器/計數器1記數脈沖輸入端)WR (片外數據存儲器寫選通信號輸出端)RD (片外數據存儲器讀選通信號輸出端)RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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：每當用作外部數據存儲器時，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。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。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：1000寫/擦循環(huán)數據保留時間：10年：0Hz24Hz*8位內部RAM,—12MHz。可有時鐘輸出\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,根據每條指令的功能要求,控制各個部件執(zhí)行相應的操作。89C51單片機內部有一個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、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整電路等。運算器主要用來實現數據的傳送、數據的算術運算、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、程序計數器PC、程序地址寄存器、數據指針寄存器DPTR和堆棧指針SP等?？刂破魇怯脕斫y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，使各部分協調工作，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。程序存儲器的尋址范圍可以有64KB與此相應, 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、后片外，片內、片外連續(xù)，兩者一般不作重疊。對于片內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EA為無高電平時，復位后單片機先執(zhí)行片內有程序存儲器中程序，當程序計數器的內容超過OFFFH時，將自動轉去執(zhí)行片外程序存儲器的程序而當指令，當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試程序，使計算機工作在調試狀態(tài)。這里應該注意的是，片外程序存儲器存放調試程序的部分，其編址與片內程序存儲器的編址是可以重疊的，就借EA的換接可實現分別訪問。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/計數器0溢出中斷入口。0013H：外部中斷1入口。001BH：定時/計數器1溢出中斷入口。0023H：串行口中斷入口。002BH：定時器/計數器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指令，使程序跳轉到用戶安排的中斷程序起始地址，或者從0000H起始地址跳轉到用戶設計的初始程序上。數據存儲器 片內數據存儲器有16位，尋址范圍也可達64KB。故片外數據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單片機數據存儲器有片內數據存儲器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、寫任何數據；后者也占128個字節(jié)，其編址位80H—FFH；兩者連續(xù)而不重疊。片內數據存儲器的容量很小，常需擴展片外數據存儲器。如擴展少量片外數據存儲器，容量不超過256個單元，則也可按8位二進制數編址，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關系存儲器訪問性質所用指令及尋址方式ROM依次取指執(zhí)行程序根據PC值自動訪問程序轉移程序轉移類指令用戶訪問MOVC指令片內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，借數據指針寄存器間接尋址片內數據存儲器又可分為工作寄存區(qū)、位尋址區(qū)、數據緩沖器區(qū)等三個區(qū)域。①工作寄存器區(qū)在低128B的內部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)標志、位控變量設在位尋址區(qū)。同樣，位尋址區(qū)的RAM單元也可作為一般的數據存儲器按字節(jié)單元使用。③數據緩沖區(qū)30H~7FH是數據緩沖區(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，也可用于存放運算的中間結果。大部分單操作數指令的操作數就取自累加器。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，出發(fā)操作后，B中又存放余數。在其他指令中，寄存器B可作為一般的寄存器使用，用于暫存數據。5. 定時器/計數器①主要特性——定時器/計數器0與定時器/計數器1，可有程序選擇作為定時器用或作為計數器用，定時時間或記數值也可由程序設定。，可用程序選擇。，可有程序安排產生中斷請求信號或不產生中斷請求信號。②定時/計數器0和1的控制和狀態(tài)寄存器特殊功能寄存器TMOD和TCON分別是定時/計數器0和1的控制和狀態(tài)寄存器，用于控制和確定各定時/計數器的功能和工作模式。③模式控制寄存器TMODTMOD用于控制T0和T1的工作方式和4種工作模式。其中低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。其值可用程序決定，其格式如下：GATE M1 M0GATE M1 M0GATE位：門控位。當GATE=1時，只有或引腳為高電平且TR0或TR1置1時，相應的定時/計數器才被選通工作；當GATE=0，則只要TR0和TR1置1，定時/計數器就被選通，而不管或的電平是高還是低 位：計數/定時功能選擇位。 =0，設置為定時器方式，計數器的輸入是內部時鐘脈沖，其周期等于機器周期。 =1，設置為計數器方式，計數器的輸入來自T0（）或T1（）端的外部脈沖。MM0位：工作模式選擇位。2位可形成4中編碼，對應4種工作模式，見下表： MM0工作模式M1 M0功 能 描 述00方式0：13位定時器/計數器01方式1：16位定時器/計數器10方式2：具有自動重裝初值的8位定時器/計數器11方式3：定時/計數器0分為兩個8位定時/計數器，定時/計數器1在此方式無實用意義④控制寄存器TCONTCON用來控制T0和T1的啟、停，并給出相應的控制狀態(tài)，高4位用于控制定時器0、1的運行；低4位用于控制外部中斷。格式如下：TF1 TR1 TF0 TR0 IE1IT1IE0 IT0TF1：定時器1溢出標志。當定時器1溢出時，由硬件置1。使用查詢方式時，此位做狀態(tài)位供查詢，查詢有效后需由軟件清零；使用中斷方式時，此位做中斷申請標志，進入中斷服務后被硬件自動清零。TR1位：定時器1運行控制位。該位靠軟件置位或清零，置位時，定時/計數器接通工作，清零時，停止工作。TF0位：定時器溢出標志位，其功能和操作情況類同于TF1。TR0位：定時器0運行控制位，其功能和操作類同于TR1。IE位：外部中斷請求標志位。當CPU采樣到INT0非（或INT1非）端出現有效中斷請求時，IE0（或IE1）由硬件置1，中斷響應完成后轉向中斷服務時，再由硬件自動清零。IT位：外部中斷請求出發(fā)方式位。IT0（IT1）=1為脈沖觸發(fā)方式，后負跳有效。IT0（IT1）=0為電平觸發(fā)方式，低電平有效。89C51單片機的定時/計數器是可編程的，因此，在進行定時或計數之前也要用程序進行初始化。初始化一般應包括以下幾個步驟：，以確定定時器的工作模式；，直接將初值寫入寄存器的TH0，TL0或TH1，TL1；，對寄存器IE置初值，開放定時器中斷；，啟動定時/計數器，置位以后，定時/計數器即按規(guī)定的工作模式和初值進行計數或開始定時。在初始化過程中，要置入定時/計數器的初值，這時要做一些計算。由于計數器是加法計數，并在溢出時申請中斷，因此不能直接輸入所需的計數值，而是要從計數最大值倒退回去一個計數值才是應置入的初值。設計數器的最大值為M（在不同的工作模式中，M可以為8192，65536，256），則置入的初值可以這樣來計算。計數方式時 X=M—記數值定時方式時 （M—X）T=定時值所以 X=M—定時值/T式中，T為計數周期，是單片機的機器周期。6. T0和T1的4種工作方式方式0：13位定時/計數器，TL1（或TL0）的低5位和TH1（或TH0）的8位構成，TL中的高3位棄之未用。當TL的低5位記數溢出時，向TH進位，而全部13位計數器溢出時使計數器回零，并使溢出標志TF置1，向CPU發(fā)出中斷請求。方式1：16位定時/計數器，其邏輯電路和工作情況與方式0幾乎完全相同，唯一的差別就是方式1中TL的高3位也參與了計數。方式2：把TL配置成一個可以自動重裝載的8位定時/計數器方式3：僅對T0有意義，將16位定時/計數器分成兩個互相獨立的8位定時/計數器