【文章內(nèi)容簡介】 23536?= %RH(未包含溫度補償) 單片機 AT89S51本設(shè)計采用 ATMEI 公司的 AT89S51 芯片作為微控制器。AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機。主要性能參數(shù)： 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4k 字節(jié)在系統(tǒng)編程(ISP)Flash 閃速存儲器 1000 次擦寫周期 － 的工作電壓范圍 全靜態(tài)工作模式： 0Hz － 33MHz 三級程序加密鎖 1288 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個可編程 I /O 口線 2 個 16 位定時/計數(shù)器 17 / 40 6 個中斷源 全雙工串口 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) 看門狗(WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 掉電標(biāo)識和快速編程特性 靈活的在系統(tǒng)編程(ISP 字節(jié)或頁寫模式) 單片機 AT89S51 的結(jié)構(gòu)及組成AT89S51 是由 CPU、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 RAM、內(nèi)部程序存儲器 ROM、并行輸入/輸出（I/O）口、串口口、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時鐘電路等部分組成，它們均由單一總線連接并被集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，即組成了單片微型計算機。結(jié)構(gòu)圖如圖 212圖 212 AT89S51 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機 AT89S51 的引腳AT89S51 采用 40 管腳雙列直插 DIP 封裝，如圖 213。18 / 40圖 213 AT89S51 引腳圖引腳功能說明： VCC ：電源電壓 VSS ：地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/0 口，也即地址/ 數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫“ l ”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(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在 F1ash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1 口： Pl 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， Pl 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“l(fā)” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，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（ I ） 。Flash 編L程和程序校驗期間， Pl 接收低 8 位地址。 、 、 可用于程序固化（下載）使用，如表 26。 19 / 40表 26 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)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，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（I ）。在IL訪問外部程序存儲器或 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 P2 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 亦接收高位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/0 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“ l ”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（I ）。P3 口除了作為一般的 I/0 口線外，IL更重要的用途是它的第二功能，如下表 27 所示：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。20 / 40表 27 RST ：復(fù)位輸入。當(dāng)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(fù)位。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的 DISRT0 位（地址 8EH ）可打開或關(guān)閉該功能。 DISRT0 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。 ALE/ ：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時,ALE(地址鎖存允許）PROG輸出脈沖用于鎖存地址的低 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(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。對 F1ash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖(PROG)。如有必要，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。該位置位后，只有一條 M0VX 和 M0VC 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(yīng)設(shè)置 ALE 無效。 ：程序儲存允許( ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) PSENPSENAT89S51 由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時，每個機器周期兩次 有效，PSEN即輸出兩個脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的 信號。 /VPP ：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為EA0000H －FFFFH）， 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 ELB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 端狀態(tài)。如 端為高電平（接 Vcc 端），AE CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。F1ash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程電壓 Vpp 。 XTALl ：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2 ：振蕩器反相放大器的輸出端。 內(nèi)置看門狗電路(WDT) ：由十單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛而陷入死循環(huán)，這樣會打斷程序的正常運行，從而使單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，造成整個系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預(yù)料的后21 / 40果。為了避免這種情況發(fā)生，本芯片內(nèi)置了看門狗電路。所謂看門狗技術(shù)是一種程序監(jiān)視技術(shù)，它不斷的監(jiān)視程序循環(huán)運行時間，當(dāng)程序出現(xiàn)跑飛時而陷入死循環(huán)時，看門狗電路就會在它和單片機復(fù)位引腳相連的引腳上送出一個復(fù)位信號，使單片機發(fā)生復(fù)位，即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行，這樣便實現(xiàn)了單片機的自動復(fù)位，使單片機可以在無人狀態(tài)下實現(xiàn)連續(xù)工作。 存儲器AT89C51 內(nèi)核采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器空間分開的結(jié)構(gòu)，均具有 64KB 外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。 程序存儲器 用于存放編制好的程序和表格。ROM 的 0000H002AH 單元預(yù)留給上電復(fù)位后引導(dǎo)程序地址及 5 個中斷服務(wù)程序的入口地址，在實際應(yīng)用系統(tǒng)中，主程序的存放從 002BH 單元開始。在程序存儲器中有六個單元有特定的含義：0000H～0002H：單片機復(fù)位后，PC=0000H 即從此處開始執(zhí)行指令。0003H～000AH：外部中斷 0 入口地址區(qū)。000BH～0012H：定時器 0 溢出中斷入口地址區(qū)。0013H～001AH：外部中斷 1 入口地址區(qū)。001BH～0022H：定時器溢出中斷入口地址區(qū)。0023H～002AH：串口口中斷入口地址區(qū)。使用時常在這些入口外安放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到擁護安排的中斷處理程序的起始地址，或從 0000H 外執(zhí)行一跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計的初始程序入口。如果 EA 引腳接地,全部程序均執(zhí)行外部存儲器。 若 EA 接 Vcc，程序首先執(zhí)行地址從 0000H0FFFH (4KB)內(nèi)部程序存儲器，再執(zhí)行地址為 1000HFFFFH（60KB）的外部程序存儲器。 數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器用于存放運算中間的結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)志位、待測程序等功能。片內(nèi)的低 128B 的 RAM 地址為 00H～7FH，供用戶做 RAM 用，但是在這中間的前 32 單元，00H～1FH 即引用地址尋址做用戶 RAM 用，常常做工作寄存器區(qū)，分做四組，每組由 8 個單元組成通用寄存器 R0～R7，任何時候都由其中一組作為當(dāng)前工作寄存器，通過 RS0，RS1 的內(nèi)容來決定選擇哪一個工作寄存器。22 / 40片內(nèi) RAM 不夠用時，須擴展片外數(shù)據(jù)存儲器。此時單片機通過 P2 口和 P0口選出 6 位地址，使用 ALE 作低 8 位的鎖存信號，再由 P0 口寫入或讀出數(shù)據(jù)。寫時用 ，讀時用 做外部數(shù)據(jù)存儲器的選通信號。 特殊功能寄存器 SFR在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的 80H～FFH 的高 128B 單元中有 21 個特殊功能寄存器SFR，其余單元現(xiàn)無定義，用戶不能對這些單元進行讀寫操作。它們用來管理CPU 和 I/O 口以及內(nèi)部邏輯部件，在指令中專用寄存器是以存儲單元方式被讀寫的，專用寄存器雖有名稱，但尋址時都做專用寄存器用，它們的地址是與片內(nèi) RAM 的地址相連的。下面就專用寄存器作以簡單的介紹：累加器 A：在絕大多數(shù)情況下它參與運算的一方并存放運算的結(jié)果。寄存器 B：進行乘除運算時，寄存器 B 有特定的用途，在乘時存放一個乘數(shù)以及積的最高位，A 中存放另一個乘數(shù)以及積的低位。除法時，B 中存放除數(shù)及余數(shù)，而在 A 中存放被除數(shù)和商，其他情況可作為普通寄存器用。堆棧指針 SP：在子程序調(diào)用或中斷時，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它按先進后出的原則存儲數(shù)據(jù)，它是一個八位寄存器它指出堆棧頂部在片內(nèi) RAM 中的位置，系統(tǒng)復(fù)位后，SP 變成 07H，使堆棧從 00 單元開始。；數(shù)據(jù)指針 DPTR：由兩個字節(jié)組成，DPH 字地址由 83H，DPL 由 82H，存放一個 16 位的二進制數(shù)做地址用。程序狀態(tài)字 PSW：8 位寄存器，存放程序執(zhí)行過程中的各種信息。 Flash 閃速存儲器的編程 并行編程 AT89s51 單片機內(nèi)部有 4k 字節(jié)的可快速編程的 Flash 存儲陣列。編程方法可通過傳統(tǒng)的 EPROM 編程器使用高電壓（+12V）和協(xié)調(diào)的控制信號進行編程。AT89S51 的代碼是逐一字節(jié)進行編程的。(一) 編程方法：編程前，須按編程模式表（表 27）和圖 21圖 215 所示設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號，AT89S51 編程方法如下： 1 ．在地址線上加上要編程單元的地址信號。 2 ．在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 3 ．激活相應(yīng)的控制信號。 23 / 404 ．將 /VPP 端加上 +12V 編程電壓。 EA5 ．每對 F