【文章內(nèi)容簡介】 輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)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(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存 儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)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。其結(jié)構(gòu)原理圖為如圖 。 圖 東華理工大學(xué)長江學(xué)院（論文） 水溫控制各元件功能介紹 14 P3口： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)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。其結(jié)構(gòu)原理圖為如圖 圖 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳 備選功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 /INT0 外部中斷 0 /INT1 外部中斷 1 T0 記時器 0外部輸入 T1 記時器 1外部輸入 /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 表 1 東華理工大學(xué)長江學(xué)院（論文） 水溫控制各元件功能介紹 15 A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15ALED0D1D2D3D4D5D6D7VCCVSSPSENEAALERESETP3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 P0， P1， P2， P3 口銀角功能分類為如圖 ： 地址總線 (AB) 用戶 I/O 控制總線（ CB） 數(shù)據(jù)總線（ DB） +5V 圖 RST/Vpd（ 9 腳）：復(fù)位輸入。該銀腳為單片機的上電復(fù)位或掉電保護端。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，該銀腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機恢復(fù)到初始狀態(tài)。復(fù)位電路如下圖， a 為上點復(fù)位電路， b為上點 /外部復(fù)位電路。 VCC VCC RESET R1 R R (a) 圖 (b) VCC 單片機 RESRT VSS VCC 單片機 RESRT VSS 鎖 存 器 G 東華理工大學(xué)長江學(xué)院（論文） 水溫控制各元件功能介紹 16 ALE/PROG（ 30腳）：當(dāng)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(dāng)用作外部數(shù)據(jù)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（ 29 腳）：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(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP（ 31 腳）：當(dāng) /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(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)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（ 19 腳）：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2（ 18 腳）：來自反向振蕩器的輸出。 [4] 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。震蕩方式有兩種，一種為內(nèi)部震蕩器方式，另一種為外部震蕩器方式。 芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保 持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷東華理工大學(xué)長江學(xué)院（論文） 水溫控制各元件功能介紹 17 系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 MCS51 單片機是美國 INTE 公司于 1980 年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒有程序存儲器，實際 使用方面已經(jīng)被市場淘汰）、 8051（芯片采用 HMOS，功耗是 630mW，是 89C51 的 5 倍，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）和 8751 等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS51 內(nèi)核系列兼容的單片機仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的 89S5已經(jīng)停產(chǎn)的 89C51 等），各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與 MCS51單片機作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。 有些文獻(xiàn)甚至也將 8051 泛指 MCS51 系列單片機， 8051 是早期的最典型的代表作，由于 MCS51 單片機影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機，就是說MCS51 內(nèi)核實際上已經(jīng)成為一個 8位單片機的標(biāo)準(zhǔn)。 其他的公司的 51 單片機產(chǎn)品都是和 MCS51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。同樣的一段程序，在各個單片機廠家的硬件上運行的結(jié)果都是一樣的，如 ATMEL 的 89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、 89S51， PHILIPS（菲利浦），和 WINBOND（華邦）等，我們常說的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51 指的是 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機，同時是在原基礎(chǔ)上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由 Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫 1000 次）存儲器取帶了原來的 ROM（一次性寫入）， AT89C51 的性能相對于 8051 已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。 不過在市場化方面， 89C51 受到了 PIC 單片機陣營的挑戰(zhàn)， 89C51 最致命的缺陷在于不支持 ISP（在線更新程序）功能，必須加上 ISP 功能等新功能才能更好延續(xù) MCS51的傳奇。 89S51 就是在這樣的背景下取代 89C51 的，現(xiàn)在， 89S51 目前已經(jīng)成為了實際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的 Atmel 目前公司已經(jīng)停產(chǎn) AT89C51，將用AT89S51 代替。 單片機的中斷 中斷的概述 中斷是指計算機在執(zhí)行某一程序的過程中 , 由于計算機系統(tǒng)內(nèi)、 外的某種原因 , 而必須中止原程序的執(zhí)行 , 轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序 , 待處理結(jié)束之后 , 再回來繼續(xù)執(zhí)行被中止的原程序的過程。 采用了中斷技術(shù)后的計算機 , 可以解決 CPU 與外設(shè)之間速度匹配的問題 , 使計算東華理工大學(xué)長江學(xué)院（論文） 水溫控制各元件功能介紹 18 機可以及時處理系統(tǒng)中許多隨機的參數(shù)和信息 , 同時 , 它也提高了計算機處理故障與應(yīng)變的能力。 中斷源 中斷源是指在計算機系統(tǒng)中向 CPU發(fā)出中斷請求的來源 , 中斷可以人為設(shè)定 , 也可以是為響應(yīng)突發(fā)性隨機事件而設(shè)置。通常有 I/O 設(shè)備、實時控制系統(tǒng)中的隨機參數(shù)和信息故障源等。 表 2 MCS 51 單片機有 5個（ 8052 有 6 個）中斷源 , 為了使每個中斷源都能獨立地被允許或禁止 , 以便用戶能靈活使用 , 它在每個中斷信號的通道中設(shè)置了一個中斷屏蔽觸發(fā)器。 只有該觸發(fā)器無效 , 它所對應(yīng)的中斷請求信號才能進(jìn)入 CPU, 即此類型中斷開放。 否則 , 即使其對應(yīng)的中斷標(biāo)志位置 1, CPU 也不會響應(yīng)中斷 , 即此類型中斷被屏蔽了。同時 CPU 內(nèi)還設(shè)置了一個中斷允許觸發(fā)器 , 它控制 CPU 能否響應(yīng)中斷。 中斷源 說明 INTO 引腳輸入，低電平 /負(fù)跳變有效，在每個機器周期的S5P2 采樣并建立 IE0 標(biāo)志 定時器 0 當(dāng)定時器 T0產(chǎn)生溢出時，置位內(nèi)部中斷請求標(biāo)志 TF0，發(fā)中斷申請 INTO 引腳輸入，低電平 /負(fù)跳變有效，在每個機器周期的S5P2 采樣并建立 IE1 標(biāo)志 定時器 1 當(dāng)定時器 T1產(chǎn)生溢出時，置位內(nèi)部中斷請求標(biāo)志 TF1，發(fā)中斷申請 串行口 當(dāng)一個串行 幀 接受 /發(fā)送完時，使中斷請求標(biāo)志 RI/TI 置位，發(fā)中斷請求 東華理工大學(xué)長江學(xué)院（論文） 水溫控制各元件功能介紹 19 中斷優(yōu)先級 中斷優(yōu)先級越高 , 則響應(yīng)優(yōu)先權(quán)就越高。當(dāng) CPU 正在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時 , 又有中斷優(yōu)先級更高的中斷申請產(chǎn)生 , 這時 CPU就會暫停當(dāng)前的中斷服務(wù)轉(zhuǎn)而處理高級中斷申請 , 待高級中斷處理程序完畢再返回原中斷程序斷點處繼續(xù)執(zhí)行 , 這一過程稱為中斷嵌套。 （ 1） 同級內(nèi)第二優(yōu)先級次序 （ 2） IP 的格式 （ MSB） （ LSB） 中斷響應(yīng)過程 （ 1）在每條指令結(jié)束后 , 系統(tǒng)都自動檢測中斷請求信號 , 如果有中斷請求，且 CPU處于開中斷狀態(tài)下 , 則響應(yīng)中斷。 （ 2）保護現(xiàn)場 , 在保護現(xiàn)場前 , 一般要關(guān)中斷 , 以防止現(xiàn)場被破壞。保護現(xiàn)場一般是用堆棧指令將原程序中用到的寄存器推入堆棧。 （ 3）中斷服務(wù) , 即 為相應(yīng)的中斷源服務(wù)。 （ 4）恢復(fù)現(xiàn)場 , 用堆棧指令將保護在堆棧中的數(shù)據(jù)彈出來 , 在恢復(fù)現(xiàn)場前要關(guān)中斷 , （ 5）返回 , 此時 CPU 將推入到堆棧的斷點地址彈回到程序計數(shù)器 , 從而使 CPU 繼續(xù)執(zhí)行剛才被中斷的程序。 中斷源 中斷標(biāo)志位 同級內(nèi)優(yōu)先級 外部中斷 0 定時器 0 溢出中斷 外部中斷 1 定時器 1 溢出中斷 串行口中斷 定時器 2 中斷 IE0 TF0 IE1 IF1