2022年at89c51單片機中文資料

1、at89c51的概況1 at89c51應用單片機廣泛應用于商業(yè)： 諸如調(diào)制解調(diào)器， 電動機控制系統(tǒng)， 空調(diào)控制系統(tǒng)，汽車發(fā)動機和其他一些領域。 這些單片機的高速處理速度和增強型外圍設備集合使得它們適合于這種高速事件應用場合。然而，這些關鍵應用領域也要求這些單片機高度可靠。健壯的測試環(huán)境和用于驗證這些無論在元部件層次還是系統(tǒng)級別的單片機的合適的工具環(huán)境保證了高可靠性和低市場風險。intel 平臺工程部門開發(fā)了一種面向?qū)ο蟮挠糜隍炞C它的at89c51 汽車單片機多線性測試環(huán)境。 這種環(huán)境的目標不僅是為 at89c51 汽車單片機提供一種健壯測試環(huán)境， 而且開發(fā)一種能夠容易擴展并重復用來驗證其他幾種

2、將來的單片機。開發(fā)的這種環(huán)境連接了at89c51 。本文討論了這種測試環(huán)境的設計和原理，它的和各種硬件、軟件環(huán)境部件的交互性，以及如何使用at89c51 。1.1 介紹8 位at89c51 chmos 工藝單片機被設計用于處理高速計算和快速輸入/輸出。mcs51 單片機典型的應用是高速事件控制系統(tǒng)。商業(yè)應用包括調(diào)制解調(diào)器，電動機控制系統(tǒng)， 打印機，影印機，空調(diào)控制系統(tǒng)， 磁盤驅(qū)動器和醫(yī)療設備。汽車工業(yè)把 mcs51 單片機用于發(fā)動機控制系統(tǒng)，懸掛系統(tǒng)和反鎖制動系統(tǒng)。at89c51 尤其很好適用于得益于它的處理速度和增強型片上外圍功能集，諸如：汽車動力控制，車輛動態(tài)懸掛，反鎖制動和穩(wěn)定性控制應用

3、。由于這些決定性應用，市場需要一種可靠的具有低干擾潛伏響應的費用-效能控制器，服務大量時間和事件驅(qū)動的在實時應用需要的集成外圍的能力，具有在單一程序包中高出平均處理功率的中央處理器。 擁有操作不可預測的設備的經(jīng)濟和法律風險是很高的。一旦進入市場， 尤其任務決定性應用諸如自動駕駛儀或反鎖制動系統(tǒng)，錯誤將是財力上所禁止的。重新設計的費用可以高達500k 美元，如果產(chǎn)品族享有同樣內(nèi)核或外圍設計缺陷的話，費用會更高。 另外，部件的替代品領域是極其昂貴的，因為設備要用來把模塊典型地焊接成一個總體的價值比各個部件高幾倍。為了緩和這些問題， 在最壞的環(huán)境和電壓條件下對這些單片機進行無論在部件級別還是系統(tǒng)級別

4、上的綜合測試是必需的。intel chandler 平臺工程組提供了各種單片機和處理器的系統(tǒng)驗證。這種系統(tǒng)的驗證處理可以被分解為三個主要部分。系統(tǒng)的類型和應用需求決定了能夠在設備上執(zhí)行的測試類型。1.2 at89c51提供以下標準功能：精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -4k 字節(jié) flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 ram，32 個

5、i/o 口線， 2 個16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 同時，at89c51 降至0hz 的靜態(tài)邏輯操作， 并支持兩種可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式體制cpu 的工作，但允許 ram，定時 /計數(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，但振蕩器體制工作并禁止其他所有不見工作直到下一個硬件復位。圖1-2-1 at89c51 方框圖1.3 引腳功能說明vcc：電源電壓精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -精

6、品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -gnd ：地p0 口：p0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 i/o 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復用。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8 個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，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址 （低8 位） 和數(shù)據(jù)總線復用， 在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在flash 編程時， p0 口接受指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。p1 口：p1 是一個帶內(nèi)部上拉電

7、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， 此時可作輸入口。 作為輸入口使用時， 因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（iil）。flash 編程和程序校驗期間， p1 接受低 8 位地址。p2 口：p2 是一個帶有內(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，此時可作輸入口。 作為輸入口使用時， 因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸

8、出一個電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或 16 位四肢的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr 指令）時，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， p2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中r2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個訪問期間不改變。 flash 編程和程序校驗時， p2 也接收高位地址和其他控制信號。p3 口：p3 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向 i/o 口，p3 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個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，此時可作輸入口。 作為輸入口

9、使用時， 因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（iil）。p3 口還接收一些用于 flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。rst ：復位輸入。當振蕩器工作時， rst 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。ale/prog：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，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 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個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

10、）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ sfr）區(qū)中的 8eh 單元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，該引腳會被微精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ale 無效。psen ：程序存儲允許輸出是外部程序存儲器的讀選通型號，當89c

11、51 由外部存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次psen 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(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0000h ffffh ），ea 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 lb1 被編程，復位時內(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)部程序存儲器中的指令。flash 存儲器編程時，該引腳加上+12v 的編程允許電源 vpp，當然這必須是該器件使用12v 編程電壓 vpp。xtal1 ：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的

12、輸入端。xtal2 ：振蕩器反相放大器的輸出端。89c51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳xtal1 和xtal2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個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，振蕩電路參見圖 5。外接石英晶體或陶瓷諧振器及電容c1、c2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對電容 c1、c2 雖沒有十分嚴格的要求， 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、 起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pf10 pf ，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pf10pf。用戶也可以采用外部時鐘。

13、這種情況下，外部時鐘脈沖接到 xtal1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端xtal2 則懸空。掉電模式：在掉電模式下， 振蕩器停止工作， 進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)。推出掉電模式的唯一方法是硬件復位，復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 恢復到正常工作電平前，復位應無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。89c51 的程序存儲器陣列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個字符，要對整個芯片的eprom 程序存儲器寫入一個非空字節(jié)，必須使用片擦除的方法將整個存儲器的內(nèi)容清楚。2 編程

14、方法編程前，設置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號， 編程單元的地址加在 p1 口和p2 口的p2.0p2.3（11 位地址范圍為 0000h 0fffh ），數(shù)據(jù)從p0口輸入，引腳p2.6、p2.7 和p3.6、p3.7 的電平設置見表 6，pseb 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 （負脈沖）。編程時，可采用 420mhz 的時鐘振蕩器， 89c51 編程方法如下：在地址線上加上要編程單元的地址信號在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - -

15、第 4 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -據(jù)字節(jié)。激活相應的控制信號。 在高電壓編程方式時， 將ea/vpp 端加上 +12v 編程電壓。每對flash 存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個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15 步驟，知道全部文件編程結(jié)束。 每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為 1.5ms。 數(shù)據(jù)查詢 89c51 單片機用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測一個寫周期是否結(jié)束，在一個寫周

16、期中，如需要讀取最后寫入的那個字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（p0.7）是原來寫入字節(jié)的最高位的反碼。寫周期開始后，可在任意時刻進行數(shù)據(jù)查詢。2.1ready/busy: 字節(jié)編程的進度可通過 ready/busy 輸出信號檢測，編程期間，ale 變?yōu)楦唠娖健?h”后p3.4（ready/busy）端被拉低，表示正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。編程完成后， p3.4 變?yōu)楦唠娖奖硎緶蕚渚途w狀態(tài)。程序校驗：如果加密位 lb、lb2 沒有進行編程，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)， 采用下圖的電路， 程序存儲器的地址由 p1 口和p2 口的p2.0p2.3 輸入，數(shù)據(jù)由 p0 口讀出，p206 、

17、p2.7 和p3.6、p3.7 的控制信號見表6，psen 保持低電平， ale 、ea 和rst 保持高電平。校驗時， p0 口必須接上10k 左右的上拉電阻。圖2-1-1 編程電路圖2-2-2 校驗電路2.2 芯片擦除 : 利用控制信號的正確組合(表6)并保持 ale/prog 引腳 10ms 的低電平脈沖寬度即可將 eprom 陣列 (4k 字節(jié) )和三個加密位整片擦除,代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入”1”, 這步驟需在編程之前進行。2.3 讀片內(nèi)簽名字節(jié) : 精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 7 頁 - -

18、 - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 7 頁 - - - - - - - - -89c51 單片機內(nèi)有 3 個簽名字節(jié) ,地址為 030h 、031h 和032h。于聲明該器件的廠商、號和編程電壓。讀簽名字節(jié)的過程和單元030h、031h 和032h的正常校驗相仿，只需要將p3.6 和p3.7 保持低電平，返回值意義如下：(030h) = 1eh 聲明產(chǎn)品由 atmel 公司制造。(031h) = 51h 聲明為 89c51 單片機。(032h) = ffh 聲明為 12v 編程電壓。(032h) =

19、 05h 聲明為 5 編程電壓。2.4 編程接口：采用控制信號的正確組合可對flash 閃速存儲陣列中的每一代碼字節(jié)進行寫入和存儲器的整片擦除， 寫操作周期是自身定時的， 初始化后它將自動定時到操作完成。 微機接口實現(xiàn)兩種信息形式的交換。在計算機之外， 由電子系統(tǒng)所處理的信息以一種物理信號形式存在，但在程序中， 它是用數(shù)字表示的。 任一接口的功能都可分為以某種形式進行數(shù)據(jù)庫變換的一些操作，所以外部和內(nèi)部形式的轉(zhuǎn)換是由許多步驟完成的。 模擬- 數(shù)字轉(zhuǎn)換器 （adc ）用來將連續(xù)變化信號變成相應的數(shù)字量， 這數(shù)字量可是可能性的二進制數(shù)值中的一固定值。如果傳感器輸出不是連續(xù)變化的，就不需模擬- 數(shù)字

20、轉(zhuǎn)換。這種情況下，信號調(diào)理單元必須將輸入信號變換成為另一信號， 也可直接與接口的下一部分， 即微計算機本身的輸入輸出單元相連接。輸出接口采用相似的形式， 明顯的差別在于信息流的方向相反；是從程序到外部世界。 這種情況下， 程序可稱為輸出程序， 它監(jiān)督接口的操作并完成數(shù)字 -模擬轉(zhuǎn)換器 （dac ）所需數(shù)字的標定。 該子程序依次送出信息給輸出器件，產(chǎn)生相應的電信號，由 dac 轉(zhuǎn)換成模擬形式。最后，信號經(jīng)調(diào)理（通常是放大）以形成適應于執(zhí)行器操作的形式。在微機電路中使用的信號幾乎總是太小而不能被直接地連到 “外部世界”， 因而必須用某種形式將其轉(zhuǎn)換成更適宜的形式。接口電路部分的設計是使用微機的工程師所面臨最重要的任務之一。我們已經(jīng)了解到微機中， 信號以離散的位形式表示。 當微機要與只有打開或關閉操作的設備相連時， 這種數(shù)字形式是最有用的，