【文章內(nèi)容簡介】 電路。同時(shí)， AT89C51 可將至 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?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許RAM，定時(shí) /計(jì)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他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 AT89C51 引腳功能說明 12 .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，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口 。 作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū) 動 8個(gè) TTL 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(shí)，這組口線分時(shí)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 Flash 編程時(shí)， P0接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 .P1 口： P1 口是一個(gè)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(gè) 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倒高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信 號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1接收低 8位地址。 .P2 口： P2 口是一個(gè)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(gè) 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(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流（ IIL）。 在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 MOVE @DPTR 指令）時(shí)。 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（ 例如執(zhí)行 MOVX @RI指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)總 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其他控制信號。 .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(gè) TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入“ 1”時(shí)，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(shí)，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： 13 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 .RST： 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將單片機(jī)復(fù)位。 .ALE/PROG ： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）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 仍一時(shí)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(shí)鐘或用于定時(shí)目的。但要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè) 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 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(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)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(dāng) AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)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）。需要注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)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)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 Flash 存儲器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 端 口 引 腳 第 二 功 能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） 0INT （外中斷 0） P3,3 1INT （外中斷 1） T0 （定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1 （定時(shí) /計(jì)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） 14 .XTAL1： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 .XTAL2： 振蕩器 3放大器的輸出端。 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL 和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖： 外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）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(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低，振蕩器工作的穩(wěn)定性，起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，則推薦電容使用 30pF ? 10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇40pF?10F。 用戶也可以采用外部時(shí)鐘，采用時(shí)鐘的電路如圖。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 由于外部時(shí)鐘信號是通過一個(gè) 2分鐘觸發(fā)器后 作為內(nèi)部時(shí)鐘信號的，所以對外部時(shí)鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 空閑節(jié)電模式 AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉點(diǎn)工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器 PCON（即電源控制寄存器）中的 PD（ ）和 IDL（ ）位來實(shí)現(xiàn)的。 PD是掉電模式，當(dāng) PD=1 時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)模式，即 PD 和 IOL 同時(shí)為 1，則先激活掉電模式。 15 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)保持激活狀 態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)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， IDL（ ）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。程序會首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后面的一條指令。 其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。需要注意的是，當(dāng)有硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時(shí)， 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(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)時(shí)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)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。 掉電模式 在掉點(diǎn)模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在VCC 恢復(fù)到正常電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 程序存儲器的加密 模式 程序存儲器 ALE /PSEN P0 P1 P2 P3 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) 地址 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) 16 AT89C51 可使用對芯片 上的 3 個(gè)加密位 LB LB LB3 進(jìn)行編程（ P）或不編程（ U）來得到下表所示的功能： 加密位保護(hù)功能表 當(dāng)加密位 LB1 被編程時(shí)，在復(fù)位期間， EA 端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上 電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，且這個(gè)隨機(jī)數(shù)會一直保存到真正復(fù)位為止，為使單片機(jī)能正常工作，被鎖存的 EA 電平必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平一致。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。 Flash 閃速存儲器的編程 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 4K 字節(jié)的 Flash PEROM，這個(gè) Flash 存儲陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時(shí)可對其進(jìn)行編程。編程接口可接收高電壓（ +12V）或低電壓（ Vcc）的允許編程信號。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模 式可與通用 EPROM 編程器兼容。 AT89C51 單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式。用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息。如圖 Vpp=12V Vpp=5V 芯片頂面標(biāo)識 AT89C51 xxxx yyww AT89C51 xxxx—5 yyww 簽名字節(jié) （ 030H） =1EH （ 031H） =51H （ 032H） =FFH （ 030H） =1EH （ 031H） =51H （ 032H） =05H 程序加密位 保護(hù)類型 LB1 LB2 LB3 1 U U U 沒有程序保護(hù)功能 2 P U U 禁止從外部程序存儲器中執(zhí)行 MOVC 指令讀取內(nèi)部程序存儲器的內(nèi)容 3 P P U 除上表功能外，還禁止程序校驗(yàn) 4 P P P 除以上功能外，同時(shí)禁止外部執(zhí)行 17 AT89C51 的程序存儲器列陣采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字節(jié) ，要對整個(gè)芯片內(nèi)的 PEROM 程序存儲器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用擦除的方式將整個(gè)存儲器的內(nèi)容清楚。 編程方法 編程前，先設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的— (11 位地址范圍為 0000H— 0FFFH)，數(shù)據(jù)從 P0 口輸入，引腳 、 和 、 的電平， PSEN 為低電平， RST 保持高電平， EA/Vpp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓， ALE/PROG 引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）。編程時(shí)，可采用 4— 20MHz 的時(shí)鐘振蕩器， AT89C51 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。 4. 在高電壓編程方式時(shí)，將 /EA/Vpp 端加上 +12V 編程電壓。 5. 每對 Flash 存儲陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè) ALE/PROG編程脈沖。 改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù) 1— 5步驟，直到全部文件編程結(jié)束。 每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的，通常約為 數(shù)據(jù)查詢 AT89C51 單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測一個(gè)寫周期是否結(jié)束，在一個(gè)寫周期中，如需讀取最后寫入的 那個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（ ）是原來寫入字節(jié)最高的反碼，寫周期完成后，有效的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在所有輸出端上，此時(shí)，可進(jìn)入下一個(gè)字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，可在任意時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。 Ready/Busy：字節(jié)編程的進(jìn)度可通過 RDY/BSY 輸出信號監(jiān)測，編程期間， ALE 變成高電平“ H”后 端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)。編程完成后。 變?yōu)楦唠娖奖硎緶?zhǔn)備就緒狀態(tài)。 程序校驗(yàn)及芯片擦除 如果加密位 LB LB2 沒有進(jìn)行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫的數(shù)據(jù) 。采用下圖電路。程序存儲器的地址由 P1和 P2 口的 輸入，數(shù)據(jù) 18 有 P0 口讀出， 、 和 、 的控制信號 PSEN 保持低電平， ALE、 EA 和RST 保持高電平。校驗(yàn)時(shí) P0口須接上 10K左右的上拉電阻。 加密位不可直接校驗(yàn)，加密位的校驗(yàn)可通過對存儲器的校驗(yàn)和寫入狀態(tài)來驗(yàn)證。 利用控制信號的正確組合并保持 ALE/PROG 引腳 10ms的低電平脈沖寬度即可將PEROM 陣 列（ 4k 字節(jié)）和三個(gè)加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“ 1”，這步驟需再編程之前進(jìn)行。 讀片內(nèi)簽名字節(jié)及編程接口 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)有 3個(gè)簽名字節(jié)，地址為 030H、 031H 和 032H。用