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122.4.2数据存储器空间2.4.3特殊功能寄存器(SFR)2.4.4位地址空间2.5AT89S51的并行I/O端口2.5.1P0口2.5.2P1口2.5.3P2口2.5.4P3口2.5.5P1~P3口驱动LED发光二极管AT89S51的片内硬件基本结构、引脚功能、存储器结构、特殊功能寄存器功能、4个并行I/O口的结构和特点,复位电路和时钟电路的设计,节电工作模式。目的:本章学习,为AT89S51系统的应用设计打下基础。在原理和结构上,单片机把微机的许多概念、技术与特点都继承下来。用学习微机的思路来学习单片机。678(4)增加断电标志;(5)增加掉电状态下的中断恢复模式。片内各功能部件通过片内单一总线连接而成(见图2-1),基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统微机结构。CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器(SFR,SpecialFunctionRegister)的集中控制方式。下面介绍图2-1中片内各功能部件。(1)CPU(微处理器)8位的CPU,与通用CPU基本相同,同样包括了运算器和控制器两大部分,还有面向控制的位处理功能。(2)数据存储器(RAM)片内为128B(52子系列为256B),片外最多可扩64KB。片内128B的RAM以高速RAM的形式集成,可加快单片机运行的速度和降低功耗。(3)程序存储器(FlashROM)片内集成有4KB的Flash存储器(AT89S52则为8KB;AT89C55片内20KB),如片内容量不够,片外可外扩至64KB。(4)中断系统具有6个中断源,2级中断优先权。(5)定时器/计数器2个16位定时器/计数器(52子系列有3个),4种工作方式。(6)1个看门狗定时器WDT当CPU由于干扰使程序陷入死循环或跑飞时,WDT可使程序恢复正常运行。(7)串行口1个全双工的异步串行口,4种工作方式。可进行串行通信,扩展并行I/O口,还可与多个单片机构成多机系统。(8)P1口、P2口、P3口、P0口4个8位并行I/O口。(9)特殊功能寄存器(SFR)26个,对片内各功能部件管理、控制和监视。是各个功能部件的控制寄存器和状态寄存器,映射在片内RAM区80H~FFH内。AT89S51完全兼容AT89C51,在充分保留原来软、硬件条件下,完全可以用AT89S51直接代换。2.2AT89S51的引脚功能先了解引脚,牢记各引脚的功能。AT89S51与51系列中各种型号芯片的引脚互相兼容。目前多采用40只引脚双列直插,如图2-2所示。引脚按其功能可分为如下3类:(1)电源及时钟引脚—VCC、VSS;XTAL1、XTAL2。(2)控制引脚—、ALE/、/VPP、RST(RESET)(3)I/O口引脚——P0、P1、P2、P3,为4个8位I/O口2.2.1电源及时钟引脚1.电源引脚(1)VCC(40脚):+5V电源。(2)VSS(20脚):数字地。2.时钟引脚(1)XTAL1(19脚):片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路输入端。用片内振荡器时,该脚接外部石英晶体和微调电容。外接时钟源时,该脚接外部时钟振荡器的信号。(2)XTAL2(18脚):片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器,该脚连接外部石英晶体和微调电容。当使用外部时钟源时,本脚悬空。2.2.2控制引脚(1)RST(RESET,9脚)复位信号输入,在引脚加上持续时间大于2个机器周期的高电平,可使单片机复位。正常工作,此脚电平应≤0.5V。当看门狗定时器溢出输出时,该脚将输出长达96个时钟振荡周期的高电平。(2)/VPP(EnableAddress/VoltagePulseofPrograming,31脚):引脚第一功能:外部程序存储器访问允许控制端。=1,在PC值不超出0FFFH(即不超出片内4KBFlash存储器的地址范围)时,单片机读片内程序存储器(4KB)中的程序,但PC值超出0FFFH(即超出片内4KBFlash地址范围)时,将自动转向读取片外60KB(1000H-FFFFH)程序存储器空间中的程序。=0,只读取外部的程序存储器中的内容,读取的地址范围为0000H~FFFFH,片内的4KBFlash程序存储器不起作用。VPP:引脚第二功能,对片内Flash编程,接编程电压。(3)ALE/(AddressLatchEnable/PROGramming,30脚)ALE为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器提供地址锁存信号,将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。此外,单片机正常运行时,ALE端一直有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡器频率fosc的1/6。可用作外部定时或触发信号。注意,每当AT89S51访问外部RAM时(执行MOVX类指令),要丢失一个ALE脉冲。如需要,可将特殊功能寄存器AUXR(地址为8EH,将在后面介绍)的第0位