第一章C51系列单片机的硬件结构

1、第一章第一章C51单片机的硬件结构单片机的硬件结构51单片机工程应用实例单片机工程应用实例1.1 AT89C51单片机单片机1.2 AT89C2051单片机单片机1.3 STC51单片机单片机第一章第一章 C51C51单片机的硬件结构单片机的硬件结构第一章第一章1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.1 AT89C51单片机的内部结构单片机的内部结构1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.2 AT89C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚DIP双列直插式封装双列直插式封装(DualInline Package) DIPDIP封装的封装的CPU

2、CPU芯片有两排引脚，芯片有两排引脚，需要插入到具有需要插入到具有DIPDIP结构的芯片结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。板上进行焊接。DIPDIP封装的芯片封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。心，以免损坏引脚。 1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.2 AT89C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚PQFP（Plastic Quad Flat Package） ：芯片引脚之间距离很小，管脚芯片引脚之间距离很小，管脚

3、很细，其引脚数一般在很细，其引脚数一般在100个个以上。用这种形式封装的芯片以上。用这种形式封装的芯片必须采用必须采用SMD（表面安装设备（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。技术）将芯片与主板焊接起来。采用采用SMD安装的芯片不必在主安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。有设计好的相应管脚的焊点。 PFP（Plastic Flat Package） 1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.2 AT89C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚PLCC(plastic leaded chip carrier)

4、 ：带引线的塑料芯片载体。表带引线的塑料芯片载体。表面贴装型封装之一。引脚从封装面贴装型封装之一。引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形。的四个侧面引出，呈丁字形。 1. 电源引脚电源引脚VCC和和VSSVCC：40脚，电源端，脚，电源端，+5VVSS：20脚，接地端（脚，接地端（GND） 2. 时钟电路引脚时钟电路引脚XTAL1：19脚，外接晶振输入引脚。脚，外接晶振输入引脚。XTAL2：18脚，外接晶振输出引脚。脚，外接晶振输出引脚。 3. 控制线引脚控制线引脚RST：9脚，通过外接复位电路实现上电复位或按键复位。必须输入脚，通过外接复位电路实现上电复位或按键复位。必须输入2个机器个机器周期以

5、上高电平才能将单片机复位。周期以上高电平才能将单片机复位。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.2 AT89C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚 EA /VPP ：31脚，脚，内外内外ROM的选择的选择/ EPROM编程电源。编程电源。 EA = 0：访问外部：访问外部ROM；EA = 1：访问内部：访问内部ROM；PC值超过值超过0FFFH（4KB）时，自动转向外）时，自动转向外ROM。 VPP 在对片内在对片内EPROM编程时，用于施加编程电压编程时，用于施加编程电压(+12V)。 ALE/PROG：30脚，脚，地址锁存允许地址锁存允许/编程脉冲。编程脉冲。

6、 ALE 访问片外访问片外ROM或或RAM时，用来驱动地址锁存器锁存时，用来驱动地址锁存器锁存P0口，分时口，分时送出的低送出的低8位地址（下降沿有效）。位地址（下降沿有效）。 不访问外存储器时，该端以不访问外存储器时，该端以1/6时钟频率输出正脉冲，时钟频率输出正脉冲， 可用作为外部时钟。带可用作为外部时钟。带8个个LSTTL门电路。门电路。 PROG 在固化片内存储器程序时，输入编程脉冲。在固化片内存储器程序时，输入编程脉冲。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.2 AT89C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚 PSEN：29脚，读外部脚，读外部ROM选通信

7、号，即该脚有效时（上升沿），外选通信号，即该脚有效时（上升沿），外部部ROM允许输出。每个机器周期允许输出。每个机器周期2次有效。从内部次有效。从内部ROM取指时不产取指时不产生。可带生。可带8个个LSTTL门电路。门电路。4. 输入输入/输出引脚输出引脚P0口：口：P0.0P0.7，3932脚，外接存储器时作地址脚，外接存储器时作地址/数据分时复用口数据分时复用口线；不接外部存储器时，可用作为线；不接外部存储器时，可用作为8位双向位双向I/O口。口。P1口：口：P1.0P1.7，18脚，脚，8位准双向位准双向I/O口。口。P2口：口：P2.0P2.7，2128脚，脚，8位准双向位准双向I/O

8、口。外接存储器时作为口。外接存储器时作为高高8位地址总线。位地址总线。P3口：口：P3.0P3.7，1017脚，脚，8位准双向位准双向I/O口，出于芯片引脚数的口，出于芯片引脚数的限制，限制，P3口具有第二输出、输入功能。口具有第二输出、输入功能。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.2 AT89C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚P3.0 ：RXD（串行口输入）；（串行口输入）； P3.1 ：TXD（串行口输出）；（串行口输出）； P3.2 ：INT0（外部中断（外部中断0输入）；输入）； P3.3 ：INT1（外部中断（外部中断1输入）；输入）； P3.4

9、：T0（定时器（定时器0的外部输入）；的外部输入）； P3.5 ：T1（定时器（定时器1的外部输入）；的外部输入）； P3.6 ：WR（片外数据存储器（片外数据存储器“写写”选通控制输出）；选通控制输出）； P3.7 ：RD（片外数据存储器（片外数据存储器“读读”选通控制输出）。选通控制输出）。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.2 AT89C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.3 AT89C51单片机的存储器单片机的存储器工作工作寄存器区寄存器区位寻址区位寻址区通用通用RAM区区00H1FH30H

10、7FH32个字节个字节16个字节个字节80个字节个字节80HFFHSFR区区直接寻址直接寻址访问访问外部外部RAM（或（或I/O）64K0000HFFFFHRDWR访问片内访问片内RAM用用“MOV”指令，访问片外指令，访问片外RAM用用“MOVX”指令指令1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.3 AT89C51单片机的存储器单片机的存储器 在低在低 128 BYTE RAM 区中，区中，00H1FH 地址为地址为通用工作寄存器区，共分为通用工作寄存器区，共分为 4 组，每组由组，每组由 8 个个工作寄存器（工作寄存器（ R0R7）组成。）组成。1.1 AT89C51

11、1.1 AT89C51单片机单片机ACC:累加器累加器 AB:B 寄存器寄存器PSW:程序状态字程序状态字SP:堆栈指针堆栈指针DPTR: 数据指针（由数据指针（由 DPH 和和 DPL组成）组成）P0P3:端口端口03IP:中断优先级中断优先级 IE:中断允许中断允许TMOD:定时器计数器方式设置定时器计数器方式设置 TCON:定时器计数器控制定时器计数器控制TH0、1：定时器计数器定时器计数器0、1（高字节）（高字节）TL0、1：定时器计数器定时器计数器0、1（低字节）（低字节）SCON：串行控制串行控制SBUF：串行数据缓冲器串行数据缓冲器PCON：电源控制电源控制1.1 AT89C51

12、1.1 AT89C51单片机单片机1.1.4 AT89C51单片机的单片机的C/T1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.4 AT89C51单片机的单片机的C/TD4D2D1D0D5D6D7D3C/TM0GATEM1TMOD字节地址字节地址89HC/TM0GATEM1定时器定时器T1定时器定时器T0 各位功能说明各位功能说明1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.4 AT89C51单片机的单片机的C/T TR1TR0TF1TF0D4D2D1D0D5D6D7D3TCON字节地址字节地址88HIT1IT0IE1IE0TF0、 TF1 ：定时器：定时器

13、T0、T1溢出中断标志。溢出中断标志。IE0、IE1：外部中断：外部中断0、1标志。标志。IT0、IT1：外部中断触发方式触发方式控制位。：外部中断触发方式触发方式控制位。IT = 0，设置外部信号为低电平触发方式；，设置外部信号为低电平触发方式；IT = 1，设置外部信号为下降沿触发方式。，设置外部信号为下降沿触发方式。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.5 AT89C51单片机的串口单片机的串口1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.5 AT89C51单片机的串口单片机的串口SM1RENSM29FHSCON字节地址字节地址98HRB8RI

14、TB8TI9EH9DH9CH9BH9AH99H98HSM0nTl：串行发送中断标志。：串行发送中断标志。 CPU 将一个字节数据写入发送将一个字节数据写入发送缓冲器缓冲器 SBUF 后启动发送，每发送完一个串行帧，硬件置后启动发送，每发送完一个串行帧，硬件置位位 Tl 。但。但 CPU 响应中断后，并不能自动清除响应中断后，并不能自动清除 Tl ，标志必，标志必须由软件清除。须由软件清除。nRl：串行接收中断标志。在串行口允许接收时，每接收完：串行接收中断标志。在串行口允许接收时，每接收完一个串行帧，硬件置位一个串行帧，硬件置位 Rl 。同样，。同样， CPU 响应中断后不会响应中断后不会自动

15、清除自动清除 Rl ，标志必须由软件清除。，标志必须由软件清除。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.5 AT89C51单片机的串口单片机的串口SM1RENSM29FHSCON字节地址字节地址98HRB8RITB8TI9EH9DH9CH9BH9AH99H98HSM01.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.6 AT89C51单片机的中断单片机的中断1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.6 AT89C51单片机的中断单片机的中断ESAFHIE字节地址字节地址A8HEX1EX0ET1ET0AEH ADH ACH ABH AA

16、H A9HA8HEA EX0(IE.0)：外部中断：外部中断 0 允许位；允许位； ET0(IE.1)：定时：定时/计数器计数器 T0 中断允许位；中断允许位； EX1(IE.2)：外部中断：外部中断 1 允许位；允许位； ET1(IE.3)：定时：定时/计数器计数器 T1 中断允许位；中断允许位； ES (IE.4)：串行口中断允许位；：串行口中断允许位； EA (IE.7)：CPU中断允许（总允许）位。中断允许（总允许）位。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.6 AT89C51单片机的中断单片机的中断PSPT2BFHIP字节地址字节地址B8HPX1PX0PT1P

17、T0BEH BDH BCH BBH BAH B9HB8H PX0(IP.0)：外部中断：外部中断 0 优先级控制位；优先级控制位； PT0(IP.1)：定时：定时/计数器计数器 T0 优先级控制位；优先级控制位； PX1(IP.2)：外部中断：外部中断 1 优先级控制位；优先级控制位； PT1(IP.3)：定时：定时/计数器计数器 T1 优先级控制位；优先级控制位； PS (IP.4)：串行口优先级控制位；：串行口优先级控制位； PT2(IP.5)：定时定时/计数器计数器 T2 优先级控制位。优先级控制位。1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.6 AT89C51单片机

18、的中断单片机的中断外部中断外部中断00003H外部中断外部中断1000BH定时器定时器T0中断中断0013H定时器定时器T1中断中断001BH串行口中断串行口中断0023H 中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.7 AT89C51单片机的时钟电路和时序单片机的时钟电路和时序80C51振荡器振荡器C1C2CYSXTAL2XTAL180C51悬空悬空外部外部时钟时钟信号信号XTAL1XTAL2内部时钟电路内部时钟电路 外部时钟电路外部时钟电路1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.7 AT89C51单片机的时

19、钟电路和时序单片机的时钟电路和时序单字节指令单字节指令 双字节指令双字节指令双双周期指令时序周期指令时序单单周期指令时序周期指令时序1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.8 AT89C51单片机的工作方式单片机的工作方式 复位复位时时，ALE 和和PSEN将将输出高电平输出高电平，片内，片内 RAM 不受复位影响。复不受复位影响。复位位后后，P0P3 口口输出高电平且处于输入状态输出高电平且处于输入状态，锁存器为全，锁存器为全1状态状态, 说明说明复位后这些并行接口可以直接作输入口复位后这些并行接口可以直接作输入口, 无须向端口写无须向端口写1。1.1 AT89C51

20、1.1 AT89C51单片机单片机1.1.8 AT89C51单片机的工作方式单片机的工作方式空闲节电模式空闲节电模式（待机方式）：（待机方式）：振荡器运行，时钟信号提供给中断逻辑、串口和定振荡器运行，时钟信号提供给中断逻辑、串口和定时器，但提供给时器，但提供给CPU的内部时钟信号被切断，的内部时钟信号被切断，CPU停止工作。停止工作。终止待机方式：终止待机方式：通过硬件复位通过硬件复位 通过中断方法通过中断方法掉电模式：掉电模式：Vcc降至降至2V，片内，片内RAM处于处于50A，以最小的耗电保，以最小的耗电保存信息。进入掉电后，必须使外围器件、设备处于存信息。进入掉电后，必须使外围器件、设备

21、处于禁止状态片内振荡器被封锁禁止状态片内振荡器被封锁终止掉电方式：终止掉电方式：通过硬件复位通过硬件复位1.1 AT89C511.1 AT89C51单片机单片机1.1.9 AT89C51单片机的程序封锁位单片机的程序封锁位1.2 AT89C20511.2 AT89C2051单片机单片机含含2k bytes2k bytes的可反复擦的可反复擦写的只读程序存储器写的只读程序存储器（PEROMPEROM）128bytes128bytes的随机数据存的随机数据存储器（储器（RAMRAM）2 2个个1616位定时计数器位定时计数器1 1个全双工串口个全双工串口5 5个中断源个中断源2 2个端口：个端口：P1P1、P3P3 P1.0P1.1P1.0P1.1和和P3.6P3.6内无内无上拉电阻上拉电阻1.3 STC511.3 STC51单片机单片机1.3.1 STC51单片机的特点单片机的特点速度快：一个机器周期主要一个时钟，工作频率速度快：一个机器周期主要一个时钟，工作频率 达达35MHZ可在线编程和在系统编程，无需专用编程器和仿真可在线编程和在系统编程，无需专用编程器和仿真器器加密性强加密性强抗干扰能力强抗干扰能力强宽电压工作范