AT89S51单片机中文资料.pdf

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1、 AT89S51 中文资料 1 AT89S51 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4k bytes 的可系统编程的 Flash 只读程序 存储器,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 8051 指令系统及引脚。它集 Flash 程序存储器 既可在线编程 （ISP） 也可用传统方法进行编程及通用 8 位微处理器于单片芯片中， ATMEL 公司的功能强大， 低价位 AT89S51 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 主要性能参数：主要性能参数： 与 MCS- 51 产品指令系统完全兼容 4k 字

2、节在系统编程（ISP）Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期 4.05.5V 的工作电压范围 全静态工作模式：0Hz33MHz 三级程序加密锁 1288 字节内部 RAM 32 个可编程 IO 口线 2 个 16 位定时计数器 6 个中断源 全双工串行 UART 通道 低功耗空闲和掉电模式 中断可从空闲模唤醒系统 看门狗（WDT）及双数据指针 掉电标识和快速编程特性 灵活的在系统编程（ISP 字节或页写模式） AT89S51 中文资料 2 功能特性概述：功能特性概述： AT89S51 提供以下标准功能：4k 字节 Flash 闪速存储器，128 字节内部 RAM，32 个 IO 口线，看

3、门狗（WDT） ，两 个数据指针，两个 16 位定时计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同 时， AT89S51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作， 并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止 CPU 的工作， 但允许 RAM， 定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件 工作直到下一个硬件复位。 AT89S51 方框图方框图 AT89S51 中文资料 4 端口引脚端口引脚 第二功能第二功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 INT0 （外中

4、断 0） P3.3 INT1 （外中断 1） P3.4 T0（定时计数器 0 外部输入） P3.5 T1（定时计数器 1 外部输入） P3.6 WR （外部数据存储器写选通） P3.7 RD （外部数据存储器读选通） RST：复位输入。当振荡器工作时，RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT 溢出将使该引 脚输出高电平，设置 SFR AUXR 的 DISRT0 位（地址 8EH）可打开或关闭该功能。DISRT0 位缺省为 RESET 输出高电平 打开状态。 ALEPROG ：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字 节。即

5、使不访问外部存储器，ALE 仍以时钟振荡频率的 16 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时 目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 对 F1ash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG） 。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。该位置位后，只有 一条 M0VX 和 M0VC 指令 ALE 才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 无效。 PSEN ：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89S51 由外部程序

6、存储器取指令（或 数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。 EAVPP： 外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器 （地址为 0000HFFFFH） ， EA端必须保持低电平 （接 地） 。需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA端状态。 如 EA端为高电平（接 Vcc 端） ，CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 F1ash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程电压 Vpp。 XTALl：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 AT89S51

7、中文资料 5 特殊功能寄存器：特殊功能寄存器： 特殊功能寄存器的于片内的空间分布如表 1 所示。 这些地址并没有全部占用，没有占用的地址亦不可使用，读这些地址将得到一个随意的数值。而写这些地址单元将不 能得到预期的结果。 表 1 AT89S51 特殊功能寄存器分布图及复位值 不要软件访问这些未定义的单元，这些单元是留作以后产品扩展用途的，复位后这些新的位将为 0。 中断寄存器：中断寄存器： 各中断允许控制位于 IE 寄存器，5 个中断源的中断优先级控制位于 IP 寄存器。 6 表 2 AUXR 辅助寄存器 双时钟指针寄存器：双时钟指针寄存器： 为更方便地访问内部和外部数据存储器，提供了两个 1

8、6 位数据指针寄存器：DP0 位于 SFR（特殊功能寄存器）区块 中的地址 82H、83H 和 DP1 位于地址 84H、85H，当 SFR 中的位 DPS=0 选择 DP0，而 DPS=1 则选择 DP1。用户应在访问 相应的数据指针寄存器前初始化 DPS 位。 AT89S51 中文资料 7 电源空闲标志：电源空闲标志： 电源空闲标志（POF）在特殊功能寄存器 SFR 中 PCON 的第 4 位（PCON.4） ，电源打开时 POF 置“1，它可由软件 设置睡眠状态并不为复位所影响。 存储器结构：存储器结构： MCS- 51 单片机内核采用程序存储器和数据存储器空间分开的结构，均具有 64K

9、B 外部程序和数据的寻址空间。 程序存储器：程序存储器： 如果 EA引脚接地（GND） ，全部程序均执行外部存储器。 在 AT89S51，假如 EA 接至 Vcc（电源+） ，程序首先执行地址从 0000H0FFFH（4KB）内部程序存储器，再执行地 址为 1000HFFFFH（60KB）的外部程序存储器。 数据存储器：数据存储器： AT89S51 的具有 128 字节的内部 RAM，这 128 字节可利用直接或间接寻址方式访问，堆栈操作可利用间接寻址方式 进行，128 字节均可设置为堆栈区空间。 看门狗定时器（看门狗定时器（WDT） ：） ： WDT是为了解决CPU程序运行时可能进入混乱或死

10、循环而设置， 它由一个14bit计数器和看门狗复位SFR （WDTRST） 构成。外部复位时，WDT 默认为关闭状态，要打开 WDT，用户必须按顺序将 01EH 和 0E1H 写到 WDTRST 寄存器（SFR 地址为 0A6H） ，当启动了 WDT，它会随晶体振荡器在每个机器周期计数，除硬件复位或 WDT 溢出复位外没有其它方法 关闭 WDT，当 WDT 溢出，将使 RST 引脚输出高电平的复位脉冲。 使用看门狗（使用看门狗（WDT） ：） ： 打开 WDT 需按次序写 01EH 和 0E1H 到 WDTRST 寄存器（SFR 的地址为 0A6H） ，当 WDT 打开后，需在一定的时候 01

11、EH 和 0E1H 到 WDTRST 寄存器以避免 WDT 计数溢出。14 位 WDT 计数器计数达到 16383（3FFFH） ，WDT 将溢出并 使器件复位。WDT 打开时，它会随晶体振荡器在每个机器周期计数，这意味着用户必须在小于每个 16383 机器周期内复 位 WDT，也即写 01EH 和 0E1H 到 WDTRST 寄存器，WDTRST 为只写寄存器。WDT 计数器既不可读也不可写，当 WDT 溢出时，通常将使 RST 引脚输出高电平的复位脉冲。复位脉冲持续时间为 98Tosc，而 Tosc=1Fosc（晶体振荡频率） 。 为使 WDT 工作最优化，必须在合适的程序代码时间段周期地

12、复位 WDT 防止 WDT 溢出。 掉电和空闲状态时的掉电和空闲状态时的 WDT： 掉电时期，晶体振荡停止，WDT 也停止。掉电模式下，用户不能再复位 WDT。有两种方法可退出掉电模式：硬件复 位或通过激活外部中断。当硬件复位退出掉电模式时，处理 WDT 可象通常的上电复位一样。当由中断退出掉电模式则有 所不同，中断低电平状态持续到晶体振荡稳定，当中断电平变为高即响应中断服务。为防止中断误复位，当器件复位，中 断引脚持续为低时，WDT 并未开始计数，直到中断引脚被拉高为止。这为在掉电模式下的中断执行中断服务程序而设置。 为保证 WDT 在退出掉电模式时极端情况下不溢出，最好在进入掉电模式前复位

13、 WDT。 在进入空闲模式前，WDT 打开时，WDT 是否继续计数由 SFR 中的 AUXR 的 WDIDLE 位决定，在 IDLE 期间（位 WDIDLE=0） 默认状态是继续计数。 为防止 AT89S51 从空闲模式中复位， 用户应周期性地设置定时器， 重新进入空闲模式。 当位 WDIDLE 被置位，在空闲模式中 WDT 将停止计数，直到从空闲（IDLE）模式中退出重新开始计数。 AT89S51 中文资料 8 UART通用异步通信口：通用异步通信口： AT89S51 的 UART 操作与 AT89C51 一样，有关更详细的资料请参考 ATMEL 公司的网站（） ，从主 页选择“Produc

14、ts”“8051- Architecture Flash Microcontroller”“Product Overview。 定时器定时器 0 和定时器和定时器 1： AT89S51 的定时器 0 和定时器 1 操作与 AT89C51 一样，有关更详细的资料请参考 ATMEL 公司的网站 （） ，从主页选择“Products”“8051- Architecture Flash Microcontroller”“Product Overview” 。 中断：中断： AT89S51 共有 5 个中断向量：2 个外中断（INT0 和 INT1） ，2 个定时中断（Timer0 和 Timer1）和

15、一个串行中断。这些 中断如图 1： 这些中断源各自的禁止和使能位参见特殊功能寄存器的 IE。IE 也包含总中断控制位 EA，EA清 0，将关闭所有中断。 值得注意的是表 4 中的 IE.6 和 IE.5 没有定义，用户不要访问这些位，它是保留为以后的 AT89 产品作扩展用途。 定时器 0 和定时器 1 的中断标志 TF0 和 TF1，它是定时器溢出时的 S5P2 时序周期被置位，该标志保留至下个时序周 期。 表 4：中断控制寄存器 AT89S51 中文资料 9 图 1 中断源方框图 晶体振荡器特性：晶体振荡器特性： AT89S51 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输 出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起