【正文】 VCC 外時(shí)鐘信號(hào) 89c51 X1 X2 計(jì)算機(jī)的整個(gè)工作是在時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，按照嚴(yán)格的時(shí)序有規(guī)律地一個(gè)節(jié)拍一個(gè)節(jié)拍地執(zhí)行各種操作。（ P57 表 ） VCC VSS XTAL2 XTAL1 RST P0. 0 P1. 0 P2. 0 ALE P3. 0 (2)、時(shí)鐘電路： XTAL XTAL2 (3)、復(fù)位引腳： RST (4)、并行口： P0、 P P P3 (7)、 ALE：地址鎖存控制信號(hào) (1)、電源引腳： VCC(+5V)、 VSS(地 ) EA PSEN (5)、 EA：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)控制信號(hào) (6)、 PSEN：外部 ROM讀選通信號(hào) RXD/ TXD/ INT0/ INT1/ T0/ T1/ WR/ RD/ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 3130292827262524242221 8031 80C51 8751 89C51 管腳圖 MCS51單片機(jī)的引腳定義及功能 XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，若使用外部 TTL時(shí)鐘時(shí)，該引腳為外部時(shí)鐘的輸入端。 ? 串行口：AT89S51/S52單片機(jī)具有一個(gè) ISP串行通信接口，用于實(shí)現(xiàn)串行在線下載程序。每個(gè)口都由一個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。每一 條 I/O口都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。它們可以用于定時(shí)控制、延時(shí)以及對(duì)外部事件的計(jì)數(shù)和檢測(cè)等。 ? 內(nèi)部 ROM：AT89S51/C51 4KB閃存，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。 CPU由運(yùn)算器和控制器兩部分電路組成。 （ 3） 靜態(tài)時(shí)鐘方式 AT89系列單片機(jī)采用靜態(tài)時(shí)鐘方式 ， 節(jié)省電能 ，這對(duì)于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用 。 （ 2） 和 80C51插座兼容 AT89系列單片機(jī)的引腳和 MCS51系列單片機(jī)的引腳是一樣的 。 ? AT89系列單片機(jī)的特點(diǎn) （ 1） 內(nèi)含有 Flash存儲(chǔ)器 由于片內(nèi)含有 Flash存儲(chǔ)器 ， 因此在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以十分容易地進(jìn)行程序的修改 。 這個(gè)系列單片機(jī)的最大特點(diǎn)是在片內(nèi)含有 Flash存儲(chǔ)器 ， 而其他方面和 MCS51沒(méi)有太大的區(qū)別 。 習(xí)慣上，我們?nèi)匀话?80C51系列作為 MCS51的子系列。 CHMOS工藝芯片 80C51/80C31/87C51/89C51的基本特征是低功耗、允許的電源電壓波動(dòng)范圍較大（為 5V177。有些還在總線結(jié)構(gòu)上做了重大改進(jìn)，出現(xiàn)了廉價(jià)的非總線型單片機(jī)芯片。最早推出 80C51系列芯片的是 Intel公司，并且作為 MCS51系列的一部分，按原 MCS51系列芯片的規(guī)則命名，例如80C5 80C3 87C51等（至于 89C51，我們把它歸入 89系列單片機(jī)，將在下一節(jié)介紹）。 例如 80C51就是指用 CHMOS工藝制造的 8051。 例如 HMOS工藝制造的 8051芯片的功耗為 630mW，而用 CHMOS工藝制造的 80C51芯片的功耗為 120mW， 這么低的功耗用一粒鈕扣電池就可以工作 。 805 875 803 8951等產(chǎn)品均屬于 HMOS工藝制造的產(chǎn)品。 ? 單片機(jī)的制造工藝 制造單片機(jī)的工藝只有兩種： HMOS工藝和 CHMOS工藝。由于資源數(shù)量的增加 ， 芯片的功能有所增強(qiáng) 。 單片機(jī) 8031不構(gòu)成完整計(jì)算機(jī) ， 必須外接 EPROM作為程序存儲(chǔ)器 。 可用電的方法寫(xiě)入和清除內(nèi)容 。 8051：?jiǎn)纹瑱C(jī) 8051內(nèi)部包含了 4KB的 ROM、 128B的 RAM、 21個(gè)特殊功能寄存器 、 4個(gè) 8位并行口 、 一個(gè)全雙工串行口 、兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及一個(gè)處理功能很強(qiáng)的中央處理器 ， 是一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī) 8751：是以 4KB的 EPROM代替 4KB ROM的 8051。按資源的配置數(shù)量， MCS51系列分為 51和 52兩個(gè)子系列，其中 51子系列是基本型，而 52子系列屬于增強(qiáng)型。 教學(xué)難點(diǎn) 1 .特殊功能寄存器的作用； 2 .堆棧及堆棧指針的作用。 教學(xué)目的：了解 80C51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理 、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、時(shí)序及復(fù)位電路等硬件內(nèi)容。在國(guó)際上， “ 微控制器 ” 的叫法更通用些，在我國(guó)比較習(xí)慣 “ 單片機(jī) ” 這一名稱。單片機(jī)原理與應(yīng)用 第 2章 單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 本章內(nèi)容： 單片機(jī)結(jié)構(gòu) 單片機(jī)組成及結(jié)構(gòu) 引腳定義及功能 單片機(jī)的工作原理 指令與程序概述 CPU的工作原理 單片機(jī)執(zhí)行程序過(guò)程 存儲(chǔ)器 特殊功能寄存器 SFR CPU時(shí)序及時(shí)鐘電路 復(fù)位和復(fù)位電路 輸入 /輸出端口結(jié)構(gòu) 80C51系列單片機(jī)的低功耗方式 回顧： 單片機(jī)是 單片微型計(jì)算機(jī) 的簡(jiǎn)稱。 單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域，它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故又稱為 微控制器 （ Micro Controller Unit）。 由于單片機(jī)在應(yīng)用時(shí)通常是被控系統(tǒng)的核心并融入其中，即以嵌入的方式工作，為了強(qiáng)調(diào)其 “ 嵌入 ” 的特點(diǎn)，也常常將單片機(jī)稱為 嵌入式微控制器 。 教學(xué)重點(diǎn) ； ； 3. I/O 的復(fù)用結(jié)構(gòu) ,及應(yīng)用特點(diǎn)； 4 .時(shí)序及復(fù)位電路的作用。 80C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu) —— MCS51單片機(jī)系列 MCS51可分為兩個(gè)子系列和 4種類型，如表 11所示。 表 11 MCS51系列單片機(jī)分類 資 源 配 置 子 系 列 片內(nèi) ROM的形式 片內(nèi) ROM 容量 片內(nèi) RAM 容量 定時(shí)器 與 計(jì)數(shù)器 中 斷 源 無(wú) ROM EPROM E2PROM 8 51系列 8031 8051 8751 8951 4KB 128B 2 16 5 8 C51系列 80C31 80C51 87C51 89C51 4KB 128B 2 16 5 8 52系列 8032 8052 8752 8952 8KB 256B 3 16 6 8 C252系列 80C232 80C252 87C252 89C252 8KB 256B 3 16 7 MCS51子系列包含 4個(gè)產(chǎn)品 ， 這 4個(gè)產(chǎn)品具有不同的應(yīng)用特性 。 8951：是以 4KB的 E2PROM（ 或 Flash ROM） 代替 4KB ROM的8051。 （ P26) 8031：是內(nèi)部無(wú) ROM的 8051。 52子系列也包含 4個(gè)產(chǎn)品 ， 分別是 51子系列的增強(qiáng)型 。 片內(nèi) ROM容量從 4KB增加到 8KB； RAM容量從 128B增加到 256B；定時(shí)器數(shù)目從 2個(gè)增加到 3個(gè)；中斷源從 5個(gè)增加到 6個(gè)等 。 早期的 MCS51系列芯片都采用 HMOS工藝，即高密度、短溝道 MOS工藝。 CHMOS工藝是 CMOS和 HMOS的結(jié)合 ， 除保持了 HMOS工藝的高密度 、 高速度之外 ， 還具有 CMOS工藝低功耗的特點(diǎn) 。 單片機(jī)型號(hào)中包含有 “ C” 的產(chǎn)品就是指它的制造工藝是 CHMOS工藝 。 ? 80C51單片機(jī)系列 80C51單片機(jī)系列是在 MCS51系列的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 后來(lái)越來(lái)越多的公司生產(chǎn) 80C51芯片，而且型號(hào)的命名已面目全非，功能上也做了不同程度的改進(jìn)，如增加了A/D轉(zhuǎn)換、高速 I/O口等。但是萬(wàn)變不離其宗。 20%），并有三種功耗控制方式（增加了待機(jī)和掉電保護(hù)兩種方式）。 AT89系列單片機(jī) AT89系列單片機(jī)是 ATMEL公司的 8位 Flash單片機(jī)系列 。 該系列有著十分廣泛的用途 ， 特別是在便攜式 、 省電和特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用 。 同時(shí) ， 在系統(tǒng)工作過(guò)程中 ， 能有效地保存數(shù)據(jù)信息 ， 即使外界電源損壞也不影響信息的保存 。 只要用相同引腳的 AT89系列單片機(jī)就可以取代 MCS51系列單片機(jī) 。 AT89S51/S52的基本組成功能框圖 80C51單片機(jī)的組成及結(jié)構(gòu) 一、基本組成 ? 中央處理器CPU： 8位，運(yùn)算和控制功能。 ? 內(nèi)部 RAM：共256個(gè) RAM單元，用戶使用前 128個(gè)單元，用于存放可讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，后 128個(gè)單元被專用寄存器占用。 ? 定時(shí) /計(jì)數(shù)器：兩三個(gè)16位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器 0和定時(shí)器 1。 ? 并行 I/O口： 4個(gè) 8位的I/O口 P0、 P P P3。有些 I/O口還具有其它功能。 ? 串行口： AT89S51/S52單片機(jī)具有一個(gè) UART通用異步工作方式的全雙工串行通信接口，可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 ? 時(shí)鐘電路：可產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘脈沖序列，允許晶振頻率 6MHZ和12MHZ ? 中斷控制系統(tǒng)： 5個(gè)中斷源（外中斷 2個(gè)，定時(shí) /計(jì)數(shù)中斷 2 個(gè)，串行中斷 1個(gè)） 看門(mén)狗 ? 在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 ,由于單片機(jī)的工作常常會(huì)受到來(lái)自外界電磁場(chǎng)的干擾 ,造成程序的跑飛 ,而陷入死循環(huán) ,程序的正常運(yùn)行被打斷 ,由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)工作 ,會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài) ,發(fā)生不可預(yù)料的后果 ,所以出于對(duì)單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的考慮 ,便產(chǎn)生了一種專門(mén)用于監(jiān)測(cè)單片機(jī)程序運(yùn)行狀態(tài)的芯片 ,俗稱 看門(mén)狗(watchdog) 80C51單片機(jī)信號(hào)引腳簡(jiǎn)介 P3口線的第二功能為多功能引腳，其 8個(gè)引腳均具有專門(mén)的第二功能。 XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出，若使用外部TTL時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須懸空。各種計(jì)算機(jī)均有自己的固定時(shí)序和定時(shí)電路。外接振蕩元件一般選用晶體振蕩器，也可用外部時(shí)鐘源作為振蕩元件。 當(dāng)外接晶體時(shí) ， 接晶體和微調(diào)電容的一端 。 當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí) ， 此腳作為驅(qū)動(dòng)端 ,接外部時(shí)鐘 。 當(dāng)外接晶體時(shí)，接晶體和微調(diào)電容的一端。 振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。 80C51單片機(jī)信號(hào)引腳簡(jiǎn)介 P3口線的第二功能 VCC VSS XTAL2 XTAL1 RST P0. 0 P1. 0 P2. 0 ALE P3. 0 (2)、振蕩電路： XTAL XTAL2 (3)、復(fù)位引腳： RST (4)、并行口： P0、 P P P3 (7)、 ALE：地址鎖存控制信號(hào) (1)、電源線： VCC(+5V)、 VSS(地 ) EA PSEN (5)、 EA：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)控制信號(hào) (6)、 PSEN：外部 ROM讀選通信號(hào) RXD/ TXD/ INT0/ INT1/ T0/ T1/ WR/ RD/ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 3130292827262524242221 8031 80C51 8751 89C51 管腳圖 MCS51單片機(jī)的引腳定義及功能 RSTRST是復(fù)位信號(hào)輸人端 。 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H地址單元開(kāi)始執(zhí)行。 80C51單片機(jī)信號(hào)引腳簡(jiǎn)介 P3口線的第二功能 MCS51單片機(jī)有 4個(gè)雙向并行的 8位 I/O口 P0～ P3， P0口為三態(tài)雙向口，可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL電路， P P P3口為準(zhǔn)雙向口（作為輸入時(shí)，口線被拉成高電平，故稱為準(zhǔn)雙向口），