第二章 AT89系列单片机的硬件体系结构n

1、12022-5-262022-5-2622022-5-263 2022-5-265 2022-5-266 2022-5-267 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier),带引线的塑料芯片载体.表面贴装型封装之一,外形呈正方形,32脚封装PQFP(Plastic Quad Flat Package，塑料方块平面封装)一种芯片封装形式,引脚总数一般都在100以上。2022-5-2610 2022-5-26112022-5-2612 后缀中的第二个参数后缀中的第二个参数 X用于表示封装，它的意义如下：用于表示封装，它的意义如下： XD，表示陶瓷封装。，表示陶瓷封装。 XQ，

2、表示，表示 PQFP封装。封装。 XJ，表示，表示 PLCC封装。封装。 XA，表示，表示 TQFP封装。封装。 XP，表示塑料双列直插，表示塑料双列直插 DIP封装。封装。 XS，表示，表示 SOIC封装。封装。 后缀中第三个参数 X用于表示温度范围，它的意义如下： XC，表示商业用产品，温度范围为0十 70。 XI，表示工业用产品， 温度范围为40十 85。 XA，表示汽车用产品，温度范围为40十 125。 XM，表示军用产品， 温度范围为55十 150。2022-5-2614 时序和振荡时序和振荡电路电路程序存储程序存储器器 ROM数据存储器数据存储器RAM2个个16位定时位定时/计数器

3、计数器CPU内部内部8位数据总线位数据总线中断中断系统系统并行并行I/OI/O口口 串行串行I/OI/O口口内部中断内部中断外部中断外部中断 P0 P1 P2 P3 RXD TXD时钟源时钟源外部事件外部事件RAMRAM128BRAMRAM地址寄存器地址寄存器P3P3口口P1P1口口P2P2口口P0P0口口锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器中断中断定时定时/ /计数器计数器串行口串行口SPSPB BACCACC暂存器暂存器1 1暂存器暂存器2 2PSWPSW指令寄存器指令寄存器IRIR指令译码器指令译码器IDIDDPLDPL缓冲器缓冲器程序计数器程序计数器PCPCPCPC增量器增

4、量器地址寄存器地址寄存器ARAR定时与控制定时与控制4K4KROMROMALUALUDPHDPH图图2.2 AT89C51单片机的内部结构示意单片机的内部结构示意2022-5-26162022-5-26172022-5-2618用来存用来存放放ALU操作结操作结果的有关状态，以供程果的有关状态，以供程表表2.1 PSW各位定义表各位定义表位编号位编号PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位定义位定义CYACF0RS1RS0OVP位地址位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H2022-5-26192022-5-2620表表2-5 工作寄存器组工作寄存器组R

5、0R7的物理地址的物理地址RS1 RS0工作寄存器组号工作寄存器组号R0R1的物理地址的物理地址0 00 11 01 1012300H 07H08H 0FH10H 17H18H 1FH2022-5-26212022-5-26222022-5-26232022-5-26242022-5-2625 2022-5-26262022-5-2627 EA=1时，若地址大于4k,则自动访问外部RAM2022-5-2628 2022-5-2629 2022-5-26302022-5-26310000H0003H000BH0013H001BH0023H002BH系统分配的系统分配的中断区中断区复位时复位时PC

6、=0000H，指向次地址，指向次地址外部中断外部中断0定时器定时器0外部中断外部中断1定时器定时器1串口串口定时器定时器2溢出溢出2022-5-26322022-5-26332022-5-263400H工作寄存器区020H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通普通RAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器区3工作寄存器区2工作寄存器区10FH10H17H18HSFR2022-5-26352022-5-26362022-5-2637单元地址00H20H2FH7F

7、H1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D 0C 0B 0A 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3D 3C 3B 3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 407F 7E 7D 7C 7B 7A 79 7

8、8位地址总共128个可按位寻址的位 位寻址区分布在:20H2FH单元2022-5-2639 2022-5-26402022-5-2641 2022-5-26422022-5-26432022-5-26442022-5-26452022-5-26462022-5-26472022-5-26482022-5-26492022-5-2650 2022-5-26512022-5-2652厚度为1.0mm2022-5-26532022-5-26542022-5-26552022-5-26562022-5-2657 2022-5-2658 XTAL1XTAL2GND8XX51C01C02外部时钟XTAL1

9、XTAL2GND8XX51悬空外部时钟XTAL1XTAL2GNDCHMOSHMOS8XX512022-5-26592022-5-26602022-5-26612022-5-26620P0P0口是一个口是一个 8 8位位双向双向I/OI/O口口, , 可作为可作为通用通用I/OI/O接口接口, , 也可作为也可作为地址地址/ /数据数据分时复用口。分时复用口。输出级是漏极开路电路，输出级是漏极开路电路， 必须外接上拉电阻。必须外接上拉电阻。 2022-5-26642022-5-26652022-5-2666 2022-5-2667。2022-5-26682022-5-26692022-5-267

10、0第二第二功能输出功能输出第二第二功能输功能输入入2022-5-2671引脚引脚第二功能第二功能功功 能能 说说 明明 P3.0RXD串行数据输入端串行数据输入端 P3.1TXD串行数据输出端串行数据输出端 P3.2INT0外部中断外部中断0中断请求信号输入端中断请求信号输入端P3.3INT1外部中断外部中断1中断请求信号输入端中断请求信号输入端P3.4T0定时定时/计数器计数器0外部计数脉冲输入端外部计数脉冲输入端P3.5T1定时定时/计数器计数器1外部计数脉冲输入端外部计数脉冲输入端P3.6WR片外片外RAM写选通信号输出端写选通信号输出端 P3.7RD片外片外RAM读选通信号输出端读选通

11、信号输出端 2022-5-26722022-5-26732022-5-26742022-5-26752022-5-26762022-5-2677 节电工作方式是减少单片机功耗的工作方式，通常分为空闲（等待）方式和掉电（停机）方式两种。只有CHMOS型器件才有这种工作方式。正常工作电流：1120mA空闲状态电流：1.75mA掉电状态电流：550A节电工作方式由SFR中的PCON寄存器进行控制：PCON.7PCON.7 PCON.6PCON.6 PCON.5PCON.5 PCON.4PCON.4 PCON.3PCON.3 PCON.2PCON.2 PCON.1PCON.1 PCON.0PCON.0

12、SMODSMODGF1GF1GF0GF0PDPDIDLIDLPD掉电控制位 IDL 空闲控制位Idle（空闲）PowerDown2022-5-26782022-5-26792022-5-26802022-5-26812022-5-26822022-5-26832022-5-26842022-5-2685振荡周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us 状态周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us 机器周期=12/fosc=12/12MHZ=1us 指令周期=(14)机器周期=14us2022-5-26862022-5-2687（1）单字节单周期指令：只需进行一次读指令操作（指令只有一个字节），当第二个ALE有效时，由于PC没有加1，读出的还是原指令。属于一次无效操作。单字节单周期指令例：INC A2P1P1S2S6SALE2S1S6S1S读读操操作作码码）读下一个操作码（丢弃读下一个操作码（丢弃3S4S5S2022-5-2688（2）双字节单周期指令： ALE两次读操作都有效，第一次读操作码（指令第一字节），第二次读立即数（指令第二字节）。2P1P1