单片机原理及接口技术 C51编程 教学课件 张毅刚 第2章 硬件结构.pdf

第2章 AT89S51单片机 硬件结构 1 内容概要  AT89S51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：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。 2 2.1 AT89S51单片机的硬件组成 片内结构如图2-1所示。把作为控制应用所必需的基本功能部件 都集成在一个集成电路芯片上。 有如下功能部件和特性： （1）8位微处理器（CPU）； （2）数据存储器（128B RAM）； （3）程序存储器（4KB Flash ROM）； （4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）； （5）1个全双工的异步串行口； （6）2个可编程的16位定时器/计数器； 3 图2-1 AT89S51单片机片内结构 4 （7）1个看门狗定时器； （8）中断系统具有5个中断源、5个中断向量； （9）特殊功能寄存器（SFR）26个； （10）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式 下的中断恢复模式； （11）3个程序加密锁定位； 与AT89C51比，AT89S51更突出的优点： （1）增加在线可编程功能ISP （In System Program），字 节和页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活； （2）数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程； （3）增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力； 5 （4）增加断电标志； （5）增加掉电状态下的中断恢复模式； 片内的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， Special Function Register）的集中控制方式。 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，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。 6 （2）数据存储器（RAM） 片内为128B （52子系列为256B），片外最多可扩64KB。 （3）程序存储器（Flash ROM） 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。 7 （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） P0 、口P1口、P2口和P3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