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at89c51
閱讀�10487時間�2017-06-20 11:34:46

  AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲�(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8�微處理器,俗�單片�

簡介

  AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電�、高性能CMOS 8位微處理器,俗稱單片�。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片�。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦�1000�。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技�(shù)制造,與工�(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼�。由于將多功�8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C051是它的一種精簡版�。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系�(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所��
  �(xiàn)在AT89S51/52已經(jīng)取代了AT89C51/52�

主要特�

  與MCS-51 兼容
  4K字節(jié)可編程FLASH存儲�
  壽命�1000�/擦循�(huán)
  �(shù)�(jù)保留時間�10�
  全靜�(tài)工作�0Hz-24MHz
  三級程序存儲器鎖�
  128×8位內(nèi)部RAM
  32可編程I/O�
  兩�16位定時器/計數(shù)�
  5個中斷源
  可編程串行通道
  低功耗的閑置和掉電模�
  片內(nèi)振蕩器和時鐘電路

特性概�

  AT89C51 提供以下標準功能�4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器�128字節(jié)�(nèi)部RAM�32 個I/O 口線,兩�16位定�/計數(shù)�,一�5向量兩級中斷�(jié)�(gòu),一個全雙工串行通信�,片�(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時,AT89C51可降�0Hz的靜�(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模�??臻e方式停止CPU的工�,但允許RAM,定�/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�(nèi)�,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復��

管腳說明

  VCC:供電電��
  GND:接地�
  P0口:P0口為一�8位漏級開路雙向I/O�,每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳次寫1�,被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序�(shù)�(jù)存儲�,它可以被定義為�(shù)�(jù)/地址的低八位。在FIASH編程�,P0 口作為原碼輸入口,當FIASH進行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須接上拉電��
  P1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O�,P1口緩沖器能接收輸�4TTL門電流。P1口管腳寫�1后,被內(nèi)部上拉為�,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平�,將輸出電流,這是由于�(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時,P1口作為低八位地址接收�
  P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O�,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當P2口被寫�1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉�,且作為輸入。并因此作為輸入�,P2口的管腳被外部拉�,將輸出電流。這是由于�(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部�(shù)�(jù)存儲器進行存取�,P2口輸出地址的高八位。在給出地址�1”時,它利用�(nèi)部上拉優(yōu)�,當對外部八位地址�(shù)�(jù)存儲器進行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的�(nèi)�。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信��
  P3口:P3口管腳是8個帶�(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸�4個TTL門電流。當P3口寫入�1”后,它們被�(nèi)部上拉為高電�,并用作輸入。作為輸�,由于外部下拉為低電�,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣��
  P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
  口管� 備選功能
  P3.0 RXD(串行輸入口�
  P3.1 TXD(串行輸出口�
  P3.2 /INT0(外部中�0�
  P3.3 /INT1(外部中�1�
  P3.4 T0(計時器0外部輸入�
  P3.5 T1(計時器1外部輸入�
  P3.6 /WR(外部數(shù)�(jù)存儲器寫選通)
  P3.7 /RD(外部數(shù)�(jù)存儲器讀選通)
  P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號�
  RST:復位輸�。當振蕩器復位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高電平時��
  ALE/PROG:當訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時,ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率�1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是:每當用作外部數(shù)�(jù)存儲器時,將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此�� ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另�,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部�(zhí)行狀�(tài)ALE禁止,置位無��
  /PSEN:外部程序存儲器的選通信�。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩�/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)�(jù)存儲器時,這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)�
  /EA/VPP:當/EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH�,不管是否有�(nèi)部程序存儲器。注意加密方�1��/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當/EA端保持高電平�,此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施�12V編程電源(VPP��
  XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及�(nèi)部時鐘工作電路的輸入�
  XTAL2:來自反向振蕩器的輸出�
  振蕩器特�:
  XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩�。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器�,XTAL2應不接。有余輸入至�(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)�,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度�

芯片擦除

  整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組�,并保持ALE管腳處于低電�10ms 來完�。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫�1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以�,該操作必須被執(zhí)行�
  此外,AT89C51�(shè)有穩(wěn)�(tài)邏輯,可以在低到零頻率的條件下靜�(tài)邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式�,CPU停止工作。但RAM,定時器,計�(shù)器,串口和中斷系�(tǒng)仍在工作。在掉電模式下,保存RAM的內(nèi)容并且凍�(jié)振蕩�,禁止所用其他芯片工作,直到下一個硬件復位為��
  串口通訊
  單片機的�(jié)�(gòu)和特殊寄存器,這是你編寫軟件的�(guān)�。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器�,它們是SCON,TCON,TMOD,SCON�,各代表什么含義呢�
  SBUF�(shù)�(jù)緩沖寄存器這是一個可以直接尋址的串行口專用寄存�。有朋友這樣問起過“為何在串行口收�(fā)中,都只是使用到同一個寄存器SBUF?而不是收�(fā)各用一個寄存器?!睂嶋H上SBUF 包含了兩個獨立的寄存器,一個是�(fā)送寄�,另一個是接收寄存器,但它們都共同使用同一個尋址地址�99H。CPU 在讀SBUF 時會指到接收寄存器,在寫時會指到�(fā)送寄存器,而且接收寄存器是雙緩沖寄存器,這樣可以避免接收中斷沒有及時的被響應,數(shù)�(jù)沒有被取�,下一幀�(shù)�(jù)已到�,而造成的數(shù)�(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖,一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理�(fā)送數(shù)�(jù)。操作SBUF寄存器的方法則很簡單,只要把這�99H 地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個變量就可以對其進行讀寫操作了,如sfr SBUF = 0x99;當然你也可以用其它的名稱。通常在標準的reg51.h 或at89x51.h 等頭文件中已對其做了定義,只要用#include 引用就可以了�
  SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或�(shè)備中為了�(jiān)視或控制接口狀�(tài),都會引用到接口控制寄存�。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存�。它的尋址地址�98H,是一個可以位尋址的寄存器,作用就是監(jiān)視和控制51 芯片串行口的工作狀�(tài)�51 芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式�,其工作模式的設(shè)置就是使用SCON 寄存�。它的各個位的具體定義如下:
  SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
  SM0、SM1 為串行口工作模式�(shè)置位,這樣兩位可以對應進行四種模式的設(shè)置。串行口工作模式�(shè)��
  SM0 SM1 模式 功能 波特�
  0 0 0 同步移位寄存� fosc/12
  0 1 1 8位UART 可變
  1 0 2 9位UART fosc/32 或fosc/64
  1 1 3 9位UART 可變
  在這里只說明最常用的模�1,其它的模式也就一一略過,有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的fosc 代表振蕩器的頻率,也就是晶振的頻�。UART �(Universal Asynchronous Receiver)的英文縮寫�
  SM2 在模�2、模�3 中為多處理機通信使能�。在模式0 中要求該位為0�
  REM 為允許接收位,REM �1 時串口允許接�,置0 時禁止接收。REM 是由軟件置位或清�。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳P3.0,P3.1 都和上位機相連,在軟件上有串口中斷處理程�,當要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機來的控制字符�(chǎn)生中斷,那么可以在這個子程序的開始處加入REM=0 來禁止接�,在子程序結(jié)束處加入REM=1 再次打開串口接收。大家也可以用上面的實際源碼加入REM=0 來進行實驗�
  TB8 �(fā)送數(shù)�(jù)�8,在模式2 �3 是要�(fā)送的�9 �。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除,通常這位在通信�(xié)議中做奇偶位,在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是�(shù)�(jù)幀�
  RB8 接收�(shù)�(jù)�8,在模式2 �3 是已接收�(shù)�(jù)的第9 �。該位可能是奇偶位,地址/�(shù)�(jù)標識�。在模式0 �,RB8 為保留位沒有被使�。在模式1 �,當SM2=0,RB8 是已接收�(shù)�(jù)的停止位�
  TI �(fā)送中斷標識位。在模式0,發(fā)送完�8 位數(shù)�(jù)�,由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初,由硬件置位。TI 置位后,申請中斷,CPU 響應中斷�,發(fā)送下一幀�(shù)�(jù)。在任何模式下,TI 都必須由軟件來清�,也就是說在�(shù)�(jù)寫入到SBUF �,硬件發(fā)送數(shù)�(jù),中斷響應(如中斷打開),這時TI=1,表明發(fā)送已完成,TI 不會由硬件清除,所以這時必須用軟件對其清��
  RI 接收中斷標識位。在模式0,接收第8 位結(jié)束時,由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間,由硬件置位。RI=1,申請中�,要求CPU 取走�(shù)�(jù)。但在模�1 �,SM2=1�,當未收到有效的停止�,則不會對RI 置位。同樣RI 也必須要靠軟件清除。常用的串口模式1 是傳�10 個位��1 位起始位�0,8 位數(shù)�(jù)�,低位在先,1 位停止位�1。它的波特率是可變的,其速率是取決于定時�1 或定時器2 的定時值(溢出速率�。AT89C51 和AT89C2051 �51 系列芯片只有兩個定時器,定時器0 和定時器1,而定時器2�89C52 系列芯片才有��
  波特率在使用串口做通訊時,一個很重要的參�(shù)就是波特�,只有上下位機的波特率一樣時才可以進行正常通訊。波特率是指串行端口每秒�(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學的朋友認為波特率是指每秒傳�?shù)淖止?jié)�(shù),如標準9600 會被誤認為每秒種可以傳�9600個字節(jié),而實際上它是指每秒可以傳�9600 個二進位,而一個字節(jié)�8 個二進位,如用串口模�1 來傳輸那么加上起始位和停止位,每個數(shù)�(jù)字節(jié)就要占用10 個二進位�9600 波特率用模式1 傳輸�,每秒傳�?shù)淖止?jié)�(shù)�9600÷10=960 字節(jié)�51 芯片的串口工作模�0的波特率是固定的,為fosc/12,以一�12M 的晶振來計算,那么它的波特率可以達到1M。模�2 的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32,具體用那一種就取決于PCON 寄存器中的SMOD�,如SMOD �0,波特率為focs/64,SMOD �1,波特率為focs/32。模�1 和模�3 的波特率是可變的,取決于定時�1 �2�52 芯片)的溢出速率。那么我們怎么去計算這兩個模式的波特率設(shè)置時相關(guān)的寄存器的值呢?可以用以下的公式去計算�
  波特�=�2SMOD÷32)×定時器1 溢出速率
  上式中如�(shè)置了PCON 寄存器中的SMOD 位為1 時就可以把波特率提升2 �。通常會使用定時器1 工作在定時器工作模式1�,這時定時值中的TL1 做為計數(shù),TH1 做為自動重裝� ,這個定時模式下,定時器溢出后,TH1 的值會自動裝載到TL1,再次開始計�(shù),這樣可以不用軟件去干�,使得定時更準確。在這個定時模�1下定時器1 溢出速率的計算公式如下:
  溢出速率=(計�(shù)速率�/(256-TH1)
  上式中的“計�(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān),在51 芯片中定時器啟動后會在每一個機器周期使定時寄存器TH 的值增加一,一個機器周期等于十二個振蕩周�,所以可以得�51 芯片的計�(shù)速率為晶體振蕩器頻率�1/12,一�12M 的晶振用�51 芯片�,那�51 的計�(shù)速率就為1M。通常�11.0592M 晶體是為了得到標準的無誤差的波特�,那么為何呢?計算一下就知道�。如我們要得到9600 的波特率,晶振為11.0592M �12M,定時器1 為模�2,SMOD �(shè)�1,分別看看那所要求的TH1 為何�。代入公式:
  11.0592M
  9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))
  TH1=250
  12M
  9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))
  TH1�249.49
  上面的計算可以看出使�12M 晶體的時候計算出來的TH1 不為整數(shù),而TH1 的值只能取整數(shù),這樣它就會有一定的誤差存在不能�(chǎn)生精確的9600 波特率。當然一定的誤差是可以在使用中被接受�,就算使�11.0592M 的晶體振蕩器也會因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤�,但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的,可以忽略不��

封裝形式

  51系列單片機DIP封裝�
  圖一系列單片機DIP封裝圖給出了雙列直插式封�(DIP. Dualln-line Package), DIP封裝與MCS一51系列單片機的引腳完全兼容,可互換使�。[1]
  CMOS 工藝制造的低功耗芯片也采用塑封方型扁平式封�(PQFP, Plastic Quad Flat Package)和塑封有引線芯片載體封簇(PLCC, Plastic Leaded Chip Carrier)形式.這兩種封裝采�44個引�,其中4個引腳不�,其引腳排列如圖二51系列單片機PQFP和PLCC封裝圖�

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