AT89C52單片機(jī)介紹

1、AT89C52單片機(jī)介紹AT89C52單片機(jī)介紹在眾多的單片機(jī)系列中，AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS位微控制器, 具有8K在系列可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù) 制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系 統(tǒng)可編程，也適用于常規(guī)編程。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPI和口在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超高效的解決 方案。AT89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM 32位I/O 口線, 3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)響亮2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行

2、口，片內(nèi)晶振及 時(shí)鐘電路。另外，AT89C52可降至0HZ靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電 模式?？臻e模式下，CPU亭止工作，允許RAM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù) 工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止， 直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。AT89C52單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了 一種靈活性高且廉價(jià)的方案。故此選用 AT89C52單片機(jī)。1 AT89C52單片機(jī)1.1 AT89C52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)MCS-51的完全兼容。如圖3-1所示，為AT89C52的硬件結(jié)構(gòu)圖。AT89C52單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與 MCS-51系列單片機(jī)的構(gòu)成基本相同。CPU是由運(yùn)

3、算器和控制器所構(gòu)成的。運(yùn)算器 主要用來(lái)對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作的?？刂破魇菃纹瑱C(jī)的指揮控制 部件，主要任務(wù)的識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保 證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。它的程序存儲(chǔ)器為8K字節(jié)可重擦寫(xiě)Flash 閃速存儲(chǔ)器，閃爍存儲(chǔ)器允許在線+5V電擦除、電寫(xiě)入或使用編程器對(duì)其重復(fù)編 程。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器比51系列的單片機(jī)相比大了許多為256字節(jié)RAM AT89C52單片 機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳功能與圖3-1 單片機(jī)89C52結(jié)構(gòu)框圖1.2 主要性能參數(shù)? 8K字節(jié)可重擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器? 1000次可擦寫(xiě)周期?全靜態(tài)操作：0HZ-24MHZ?三級(jí)加密程序存

4、儲(chǔ)器? 256 X 8字節(jié)內(nèi)部RAM? 32個(gè)可編程I/O 口線? 3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器?8個(gè)中斷源?可編程串行UARTS道?低功耗空閑和掉電模式仃申F1. 0 CT2ESJP1. 1 P1 2 P1 5 Fk4 Pl 5 Pl G Pl 7 EESET RXD/P3. 0 THD/P3. 1 rm/Fs 2 im/rs. s 10/F3 4 里/P3 5 0123567890 ?- Go IQ lO 11 T oo fli" 1± 1i 1± 11 li 1A 14 11 1±Vccpo. o/ado PO. 1/aDI PO. i/ADi FO.

5、AD?P 0.4/AD4 PO. 5/AD5 PO.&/ADe. 凹，T/ADT 歸 ALE/PROG.FE T/AD15 F2.b/kD14 F2. 5/4D13 P2.4/AD13 F乙?/ADll F£. £/Wa FE. l/kD3 P£. C/4DS3-2 AT89C52外部WP3 6 而/F3, f mL£ mti FDIF Vee 引腳圖VCC電源GND接地P0 口： P0 口是一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路的雙向1.3 AT89C52管腳說(shuō)明I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0 口端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，引腳作高阻抗輸入。當(dāng)

6、訪問(wèn)外部程序 和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0 口也用來(lái)接受指令字節(jié)：在程序效驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 程序效驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。LLoP1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位是雙向I/O 口，P1的輸出緩沖 級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1 口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉 電阻的原因，將輸出電流I此外，與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的 外部計(jì)數(shù)輸入（P 1.0/T2 ）和輸出（P 1.1/T2EX）,具體如下表所示。表3.1 P 1.0和P 1.1

7、的第二功能引腳號(hào)功能特性P 1.0T2 （定時(shí)/計(jì) 輸入），時(shí)鐘r數(shù)器2外部計(jì)數(shù)脈沖1輸出P 1.1T2EX定時(shí)/計(jì)發(fā)和方向控制數(shù)2捕獲/重裝載觸if在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低8位地址字節(jié)。P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2輸出緩沖級(jí)可 驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2 口寫(xiě)“ T時(shí)，通過(guò)內(nèi)部上拉電阻 把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由 于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流ILLO在訪問(wèn)外部好曾許存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出 高8位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送

8、1。在使用8位地址 訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口接收低8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P3輸出緩沖級(jí)可 驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3 口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻 把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入端口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳 由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流lLLo P3 口除了作為一般、的I/O 口線外，更重 要的是它的第二功能，如下表所示。表3.2 P3口引腳第二功能引腳號(hào)第二功能P 3.0RXD（串行輸入）P 3.1TXD（串行輸出）P 3.

9、2INT0 （外部中斷0）P 3.3INT1 （外部中斷1）P 3.4T0 （定時(shí)器0外部輸 入）P 3.5T1 （定時(shí)器1外部輸 入）P 3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě) 選通）P 3.7RED外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀 選通）在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。RST復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RS1腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以高電平將使用單片 機(jī)復(fù)位。ale/ PROG :地址鎖存器控制信號(hào)（ALE是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時(shí)，此引腳（PROG ）也使用作編程輸入 脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部 定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然

10、而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置“ 1”，ALE操作無(wú)效。這一 位置“ 1”，ALE僅在執(zhí)行MOV或MOV指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這 個(gè)ALE使能標(biāo)志位的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。PSEN :外部程序儲(chǔ)存器選通信號(hào)（PSEN ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89C52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP :訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA端必須保持低

11、電平（接地）。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC在flash編程期間，EA也接受12伏VPP電壓。XTA L1 :振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTA L2 :振蕩器反相放大器的輸出端。1.4存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)MCS-51器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器都可以64K尋址。1. 程序存儲(chǔ)器如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開(kāi)始。對(duì)于89C52如果EA接VCC程序先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為0000H1FFFFH開(kāi)始, 接著從外部尋址，尋址范圍為：2000HFFFFH2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT89C52有256字節(jié)RAM高128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說(shuō)高

12、 128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開(kāi)的。當(dāng)一條指令訪問(wèn) 高于7FH的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定CPU訪問(wèn)高字節(jié)RAMS是特殊功能寄存器空間。 直接尋址方式訪問(wèn)特殊功能寄存器（SFR。1.5定時(shí)器1.定時(shí)器0和定時(shí)器1址8CH和TL0 （地址8AH及TH1 （地址8DH器組成。這4個(gè)計(jì)數(shù)器均屬于專用寄存器之列。數(shù)兩種功能。2.計(jì)數(shù)功能所謂的計(jì)數(shù)功能是指對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此計(jì)數(shù)功能的實(shí)質(zhì)就是對(duì)外脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。在AT89C52中，定時(shí)器0和定時(shí)器1都是16位加法計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)，分別由TH（地 和TL1 （地址8BH兩個(gè)8位計(jì)數(shù) 每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都有定時(shí)和計(jì)外部事件的發(fā)生以輸入脈沖表示，

13、MCS-5係列的芯片有T0（ P3.4）和T1 （P 3.5）兩個(gè)信號(hào)引腳，分別就是這兩個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端。外部輸入的脈 沖在負(fù)跳變時(shí)有效，進(jìn)行計(jì)數(shù)器加1。計(jì)數(shù)方式下，單片機(jī)在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2拍節(jié)對(duì)外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行采樣。如果 前一個(gè)機(jī)器周期采樣為高電平，后一個(gè)機(jī)器周期采樣為低電平，即為一個(gè)有效計(jì) 數(shù)脈沖。在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1進(jìn)行計(jì)數(shù)?？梢?jiàn)采樣計(jì)數(shù)脈沖是在2個(gè)機(jī)器周 期進(jìn)行的。鑒于此，計(jì)數(shù)脈沖的頻率不能高于振蕩脈沖的頻率不能高于振蕩脈沖 頻率的1/24。3.定時(shí)功能1。由于1/12。如果定時(shí)器也是通過(guò)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不過(guò)此時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自單片機(jī)的 內(nèi)部，即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)

14、計(jì)數(shù)脈沖。也就是每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)加 一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩脈沖周期，因此計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的 單片機(jī)采用12MHz晶體，則計(jì)數(shù)頻率為1MHz即每微秒計(jì)數(shù)器加1。這樣不但可 以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，也可以反過(guò)來(lái)按定時(shí)時(shí)間的要求計(jì)算出計(jì)數(shù)器的 預(yù)置值。4.定時(shí)器2定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，它既可以作定時(shí)器，又可以做事件計(jì) 數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器 T2C0N中的C/T2位選擇（如表2所示）。定時(shí)器 2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向上或向下計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。1/12。如表3.3所示，工作模式由T2C0N中的相關(guān)為選擇。定時(shí)器2有2個(gè)8位寄存器: TH2和TL2。在定

15、時(shí)工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期，TL2寄存器都會(huì)加1。由于一個(gè) 機(jī)器周期由12個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的表3.3 定時(shí)器2工作模式RCLK+tCc P/RL2LKTR2MODE00116位自動(dòng) 重載01116位捕捉1X1波特率發(fā) 生器XX0不用在計(jì)數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入角T2發(fā)生1至0的下降沿時(shí)增加 1。在這種方式下，每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個(gè)周期采樣到高 電平，而下一個(gè)周期采樣到低電平，計(jì)數(shù)器加1。在檢測(cè)到跳變的這個(gè)周期的S3P1 期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因?yàn)樽R(shí)別1 0的跳變需要2個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)晶振周期），所以，最大的計(jì)數(shù)頻率不高于晶

16、振頻率的1/24。為了確保給定的I電平在采樣前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個(gè)完整的機(jī)器周期內(nèi)保持不變。表3.4 T2M0D-定時(shí)器2控制寄存器T2MOD地址：0C9H復(fù)位值：XXXXX 00B-T2OEDCEN7<6543210付號(hào)功能無(wú)定義，預(yù)留擴(kuò)展T2OE定時(shí)器2輸出允許位DCEN1置1后，定時(shí)器2可配置向上或向下 計(jì)數(shù)1.6 中斷AT89C52有6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（INTO和INT1）,三個(gè)定時(shí)中斷定時(shí) 器0、1、2和一個(gè)串行中斷。每個(gè)中斷源都可以通過(guò)置位或清除特殊寄存器 IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。IE還包括一個(gè)中斷總控制 位EA它能禁止所有中斷。

17、如表3.5所示，IE.6位是不可用的。對(duì)于AT89S52 IE.5位也是不能用的。 用戶軟件不應(yīng)給這些位寫(xiě)1。它們?yōu)锳T89系列新產(chǎn)品預(yù)留。定時(shí)器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷 服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清 0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是 TF2或EXF2激活中斷。標(biāo)志位也必須由軟件清 0。定時(shí)器0和定時(shí)器1標(biāo)志位TFO和TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S5P2被置位。 它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。然而，定時(shí)器 2的標(biāo)志位TF2在計(jì) 數(shù)溢出的那個(gè)周期被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。表3.5中斷允許控制位符口 號(hào)位 地功能址EAIE

18、.7中斷允許控制位，EA=0中斷 總禁止；EA=1,各中斷由各自 的控制位設(shè)定-IE.6預(yù)留ET2IE.5定時(shí)器2中斷允許控制刖位ESIE.4串行口中斷允許控制位ET1IE.3定時(shí)器1中斷允許控制刖位EX1IE.2外部中斷1允許控制位ETOIE.1定時(shí)器0中斷允許控制刖位EXOIE.0外部中斷0允許控制位1.7晶振特性AT89C52單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來(lái)一起構(gòu)成自激 振蕩器。從外部時(shí)鐘遠(yuǎn)驅(qū)動(dòng)器件的話，XTAL2可以不接，而從XTAL1接入。由于 外部時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)二分頻觸發(fā)后作為外部時(shí)鐘電路輸入的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào) 的占空比沒(méi)有其它要求，最長(zhǎng)低電平持續(xù)時(shí)間和最少高電平持續(xù)時(shí)間等還是要符 合要求的。石英晶振 C1，C2=3OPF+-10PF陶瓷諧振器 C1，C2=40PF+-1OPF1.8 空閑模式在空閑工作模式下，CPU處于睡眠狀態(tài)，而所有片上外部設(shè)備保持激活狀態(tài)。 這種狀態(tài)可以通過(guò)軟件產(chǎn)生。在這種狀態(tài)下，片上 RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容 保持不變?？臻e模式可以被任一個(gè)中斷或硬件復(fù)位中止。由硬件復(fù)位終止空閑模式只需 兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在這種情況下，片上硬件禁止訪問(wèn)內(nèi)部RAM而可以訪問(wèn)端口引腳?？臻e模式被硬件復(fù)位終止后，為了防止預(yù)想不到的寫(xiě)端口，激 活空閑模式的