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第2章 AT89S51单片机的内部结构

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第2章 AT89S51单片机硬件结构PPT课件

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图2-2 AT89S51双列直插封装方式的引脚
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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。
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；
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（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，
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。
2.1 AT89S51单片机的硬件组成 片内硬件组成结构如图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尺寸有限的集成电路芯片上。 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；

AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍

AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍

AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍AT89S51单片机串行口的内部结构如下图所示。

它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，可同时发送、接收数据。

发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址(99H)。

串行口的控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON 和PCON。

下面介绍这两个特殊功能寄存器各位的功能。

1、串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON，字节地址988H，可位寻址，位地址为98H～9FH。

SCON的格式如下图所示。

下面介绍SCON中各位的功能。

(1) SM0、SMl：串行口4种工作方式选择位。

SM0、SM1两位的编码所对应的4种工作方式见下表。

表串行口的4种工作方式(2) SM2：多机通信控制位。

因为多机通信是在方式2和方式3下进行的，因此SM2位主要用于方式2或方式3中。

当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，则只有当接收到的第9位数据(RB8)为1时，才使RI置l，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送人SBUF;当接收到的第9位数据(RB8)为0时，则将接收到的前8位数据丢弃。

而当SM2=0时，则不论第9位数据是l还是0，都将前8位数据送入SBUF中，并使RI置1，产生中断请求。

在方式1时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。

在方式0时，SM2必须为0。

(3)REN：允许串行接收位。

由软件置1或清0。

REN=1，允许串行口接收数据。

REN=O，禁止串行口接收数据。

(4)TB8：发送的第9位数据。

在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置l或清O。

在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用;在多机串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。

(5) RB8：接收的第9位数据。

工作在方式2和方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。

第2章 AT89S51单片机原理与基本应用系统

第2章 AT89S51单片机原理与基本应用系统

单片机实用教程第2章AT89S51单片机原理与基本应用系统本章主要内容1、单片机的内部结构与引脚功能2、单片机存储器空间配臵与功能3、汇编语言指令格式与内部RAM的操作指令4、单片机I/O输入输出端口结构及工作原理5、单片机基本应用系统一、AT89S51单片机内部结构（1）一个8位的CPU；（2）一个片内振荡器及时钟电路；（3）4KB的Flash ROM；（4）128B的内部RAM（5）可扩展64KB外部ROM和外部RAM的控制电路；（6）两个十六位的定时/计数器；（7）26个特殊功能寄存器（双数据指针）；（8）4个8位的并行口；（9）一个全双工的串行口；（10）5个中断源，两个外部中断，三个内部中断；（11）内部硬件看门狗电路；（12）一个SPI串行接口，用于芯片的在系统编程（ISP）。

1、电源VCC （P40）——芯片电源，接+5V 。

VSS （P20）——接电源地。

二、AT89S51单片机引脚功能2、时钟XTAL1（P19）——晶体振荡电路的反相器输入端XTAL2（P18）——晶体振荡电路的反相器输出端。

使用内部振荡电路时，该引脚外接石英晶体和补偿电容。

使用外部振荡输入时从XTAL2输入，此时XTAL1需接地。

3、控制控制引脚有4个，先学习其中的两个。

（1）RST/VPD——复位/备用电源RST复位功能是单片机正常工作必不可少的，因为复位可以使单片机从程序的开头运行，使单片机按照人们设计的程序运行，在单片机系统上电开始工作，或单片机系统由于外界干扰偏离正常运行，都需要复位。

AT89S51单片机是高电平复位，只要在该引脚上一段时间（两个机器周期以上）的高电平，单片机就复位。

在正常运行程序时该引脚为低电平。

VPD功能是在VCC掉电情况下，该引脚接备用电源，向片内的RAM供电，使RAM中的数据不丢失。

3、控制（2）EA/VPP——内外ROM选择/EPROM编程电源在通常的应用中EA功能是作为内部和外部ROM的选择端。

第2章 89C51单片机硬件结构和原理

第2章 89C51单片机硬件结构和原理

2．累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。“A”与“Acc” 书写上 的差别，将在第3章介绍。
作用如下：
（1）ALU单元的输入数据源之一，又是ALU运算结果存放单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A，相当于数据的中转站。为 解决“瓶颈堵塞”问题，AT89S51增加了一部分可以不经过 累加器的传送指令。
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PSW中各个位的功能： （1）Cy（PSW.7）进位标志位
可写为C。在算术和逻辑运算时，若有进位/借位，Cy＝1；
否则，Cy＝0。在位处理器中，它是位累加器。 （2）Ac（PSW.6）辅助进位标志位 在BCD码运算时，用作十进位调整。即当D3位向D4位产生进 位或借位时，Ac＝1；否则，Ac＝0。 （3）F0（PSW.5）用户设定标志位 由用户使用的一个状态标志位，可用指令来使它置1或清0， 控制程序的流向。用户应充分利用。
端（12-21V）。
4、I/O端口P0、P1、P2和P3 准双向的含义：
当I/O口作为输入时，应先向此口锁存器写入全1， 此 时该口引脚浮空，可作高阻抗输入。
1）P0口：用作通用的I/O口；当外扩存储器及I/O接口芯片时，P0口作为低8位地址 总线及数据总线的分时复用端口。 2）P1口：用作通用的I/O口 3）P2口：用作通用的I/O口；当外扩存储器及I/O接口芯片时，P2口作为高8位地址 总线 4）P3口：用作通用的I/O口；每个引脚有第二功能
图2－6 高128字节RAM(SFR区)
1、堆栈指针SP
堆栈指针SP（8位），可指向片内RAM00H～7FH的任何单元。系统 复位后，SP指向07H的RAM单元，所以入栈的第一个数据位于08H单元。

堆栈：在片内RAM区专门开辟的一个区域，数据的存取是按“后进先

第2章AT89S51单片机硬件结构

第2章AT89S51单片机硬件结构

TXD
INT0 INT1 T0 T1 WR RD
串行数据发送
外部中断 0 申请 外部中断 1 申请 定时器/计数器 0 计数输入 定时器/计数器 1 计数输入 外部RAM写选通 外部RAM读选通
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控制信号引脚


RST/VPD（9引脚）：RST为复位信号输入端。
当RST端保持2个机器周期以上高电平时，单片机完成复位操作。 第二功能VPD为内部RAM的备用电源输入端。当主电源VCC发生 断电，降到一定电压值时，可通过VPD为单片机内部RAM提供电 源，以保护片内RAM中的信息不丢失，上电后能继续正常运行。 ALE / PROG （30引脚） ： ALE为地址锁存允许信号 在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存 器锁存起来，以实现低8位地址和数据的分时传送。
CPU是单片机内部的核心部件，完成运算和控制操作。包括运 算器、控制器以及若干寄存器等部件组成

运算器
以算术逻辑单元ALU为核心，加上累加器ACC、寄存器B、暂存器 TMP1和TMP2、 程序状态寄存器PSW、十进制调整电路及专门用
于位操作的布尔处理机组成的。
功能：实现数据的算术逻辑运算，位变量处理和数据传送操作。
可编程I/O
内中断
外中断 控制
并行口
4
89S51单片机的基本组成 一个8位 的微处理器CPU。 片内数据存储器(RAM128B/256B）:
用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终 结果以及欲显示的数据等。
片内程序存储器Flash ROM（4KB/8KB）:
用以存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单
片机内部不带ROM/EPROM，如8031、8032、80C31等。

第2章 AT89S51单片机系统结构和

第2章 AT89S51单片机系统结构和

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2.2.1 8051结构

如图所示为8031、8051、8751的内部总体结构，该结构按功能可划分为8个组成部 分，它们是通过片内单一总线连接起来的。 微处理器（CPU）； 数据存储器（RAM）； 程序存储器（ROM/EPROM）； 特殊功能寄存器（SFR）； I/O口； 串行口； 定时器/计数器及中断系统。


当AT89S51工作于节电模式时，CPU进入睡眠模式，但是 所有的端口仍然保持工作状态。节电模式能够通过软件 进入，在这个模式下，所有的内存数据和特殊功能寄存 器的值均保持不变。节电模式能够被任何使能的中断和 硬件复位所结束。 当节电模式是由于硬件复位结束时，程序将从其进入节 电模式的指令继续执行，为了避免在外部引脚有不可预 测的输出，最好不要将写外部端口操作和读取外部内存 放在节电模式指令后的下一步操作。
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2.2.4 特殊寄存器组（SFR）


AT89S51单片机中的特殊功能寄存器（SFR）是非常重要 的内存单元，对于单片机的工程技术人员来说，理解了 SFR也就基本掌握了AT89S51单片机。 AT89S51单片机的SFR包括内部的I/O口锁存器、累加器、 定时器、串行口、中断等各种控制寄存器和状态寄存器， 共26个SFR，它们离散地分布在80H~0FFH的SFR地址空间 内，其余空缺内存位置为保留空间，为将来单片机内核 升级使用，特殊功能寄存器名及对应的地址


SP是一个8为的SFR，它用来指示出堆栈顶部在内部RAM 块中的位置。系统复位后SP的值为07H，若不对SP设置 初值，则堆栈在08H开始的区域，为了不占用工作寄存 器R0～R7的地址，一般在编程时应设置SP的初值。 数据进入堆栈前，SP加1（成为压栈）；数据从堆栈中 取出（成为出栈）后，SP减1。

单片机原理及应用第2章AT89s51单片机的 硬件结构

P0W
AD0 控制 地址/数据
BUF2
D
Q
锁存器
C
Q
1 0
多路开关
读引脚
P0R2
BUF1
图1、P0口内部结构
Vcc
P00
说明： 1、当控制信号为0时，P0口做双 输向出I/锁O口存，器为漏极开路（三态） 2、两控个制输信入号缓为冲1时器，(BUPF01口和为BU地F2)址/ 推数拉据式复I/用O驱总线动器
2.2.3 I/O口引脚 P0：双向8位三态口，A7~A0/D7~D0，开漏输出，
作为输出口时，须外加上拉电阻，可驱动8个 TTL负载。
P1，P2,P3：
8位准双向口，片内有上拉电阻，作输入口 时，须先写入“1”，可驱动4个TTL负载。
P1：通用I/O
P2：I/O口/A15~A8
P3：I/O口/第二功能
多路开关
1) 功能：用于控制选通I/O方式
3、还P是0R地1为址读/数锁据存输器出信方号式， 2) 方执式行控“制AN：L由P内0,部#0控FH制”信时号
产该生信号有效
4、P0R2为读引脚信号，执行 “MOV A,P0”时该信号有效
6、读引脚（端口）时，输出 锁存器应为“1”
P0口：
作输出口时，外须接上拉电阻，才能输出“1” P0~P3作为输入口使用时，必须先向其锁存器写入
2.4.3 特殊功能寄存器（SFR）
26个:80H~FFH, 有些SFR可以进行位寻址
这里简单介绍一些SFR 1．堆栈指针SP
①SP:8位, 指示栈顶
7FH 片内RAM
SP
XX
②向上生长型
PUSH后，(SP)+1SP POP后，(SP)-1SP
堆栈

AT89S51单片机的硬件结构

AT89S51单片机的硬件结构单片机，作为现代电子技术中的重要角色，在各种智能设备和控制系统中发挥着关键作用。

AT89S51 单片机更是其中的经典代表之一。

要深入理解 AT89S51 单片机的工作原理和应用，就必须先了解它的硬件结构。

AT89S51 单片机主要包含以下几个重要部分：中央处理器（CPU）是单片机的核心。

它负责控制和协调各个部件的工作，执行指令，进行算术和逻辑运算。

就像人的大脑一样，指挥着整个系统的运行。

AT89S51 的 CPU 具有较高的处理能力，能够快速响应各种任务需求。

存储器是单片机用于存储数据和程序的地方。

AT89S51 单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存放单片机运行所需的程序代码，通常是只读的，以确保程序的稳定性和安全性。

而数据存储器则用于存储运行过程中的临时数据、变量等。

这就好比我们的书架和书桌，书架上存放着固定的书籍（程序），书桌则用于处理当前正在使用的纸张和文具（数据）。

AT89S51 单片机的输入/输出（I/O）端口也是其重要的组成部分。

这些端口可以与外部设备进行连接和通信，实现数据的输入和输出。

例如，通过 I/O 端口可以连接传感器来获取外部环境的信息，也可以连接执行器来控制外部设备的动作。

想象一下，这些端口就像是房屋的门窗，是与外界交流的通道。

此外，还有定时器/计数器。

定时器用于产生精确的定时信号，常用于定时控制、延时等操作。

计数器则用于对外部脉冲进行计数。

比如说，我们可以用定时器来控制一盏灯每隔一定时间闪烁一次，用计数器来统计某个事件发生的次数。

中断系统是 AT89S51 单片机的另一个关键部分。

当中断事件发生时，单片机能够暂停当前正在执行的任务，转而去处理更紧急的中断任务，处理完成后再返回原来的任务继续执行。

这就好像我们正在做一件事情时，突然有更紧急的事情需要处理，我们会先放下手头的工作去处理紧急事务，然后再回来继续之前的工作。

在 AT89S51 单片机中，时钟电路也不可或缺。

第2章 AT89S51单片机的片内硬件结构(共112张PPT)

ALE的第一功能为CPU访问外部程序存储器或外部数据 存储器提供低8位地址锁存信号，将单片机P0口发出的
低8位地址锁存在片外地址锁存器中。
PROG为该引脚的第二功能，在对片内Flash存储器编程时 ，此引脚作为编程脉冲输入端。
〔4〕PSEN〔Program Strobe ENable，29脚〕 片内或片外程序存储器的读选通信号，低电平有效。
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〔2〕EA/ VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing，31脚) 〔External Access Enable〕为该引脚的第一功能：外部程序存储器 访问允许控制端。
当EA=1时，在单片机片内的PC值不超出0FFFH〔即不超出片内 4KB Flash存储器的最大地址范围〕时，单片机读片内程序存储器〔 4KB〕中的程序代码，但PC值超出0FFFH〔即超出片内4KB Flash 存储器地址范围〕时，将自动转向读取片外60KB〔1000H～FFFFH 〕程序存储器中的程序代码。
双向口P0与P1口、P2口、P3口这3个准双向口相比，多了一个 高阻输入的“悬浮〞态。这是由于P0口作为数据总线使用时，多个 数据源都挂在数据总线上，当P0口不需与其他数据源打交道时，需 要与数据总线高阻“悬浮〞隔离。而准双向I/O口那么无高阻的“悬 浮〞状态。另外，准双向口作通用I/O的输入口使用时，一定要向该 口先写入“1〞。以上的准双向口与双向口的差异，在学习本章2.5节 的P0~P3口的内部结构后，将会有更深入的理解。
〔1〕电源及时钟引脚—VCC、VSS；XTAL1、XTAL2； 〔2〕控制引脚—PSEN、ALE/PROG、EA/ VPP、RST〔即RESET
〕；
〔3〕I/O口引脚—P0、P1、P2与P3，为4个8位并行I/O口的外部引脚。

第2章 AT89S51单片机硬件结构


P3 P2
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2. 2 AT89S51单片机的引脚与功能
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2. 2 AT89S51单片机的引脚与功能
总结：外ROM占用单片机的三个控制脚
外RAM借用P3.6/WR P3.7/RD 做写读信号输出脚 逻辑符号
vcc vss P1 P3 晶振
P0 P2
DBUS/ABUS分时复用 ABUS高8位 （16地址线、8数据线）
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2.4 AT89S51存储器的结构
三.区别四空间地址的三种方法 1.用/EA区别内外ROM /EA=0时（接地），CPU从外ROM取指执行（内ROM）不用 /EA=1时（接+5V），CPU从内ROM取指执行，但当地址>4KB 时，转而从外ROM取指执行（前4K浪费掉） 2.三种不同指令，使CPU分别指向（访问）四个不同的地址空 间之一 ①CPU—内RAM 使用MOV指令：使用8位地址码； 该指令不产生外部读写信号 ②CPU—外RAM 使用MOVX指令；一般使用16位地址码 该指令产生读/写信号之一 P3.6/WR—写外RAM P3.7/RD—读外RAM
控制器
振荡器
XTAL1 OSC C1 C2 XTAL2
P3口驱动器
P1口驱动器
P3口 锁存器
P1口 锁存器
I/O口
P3.0~P3.7 P1.0~P1.7
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2. 3 AT89S51的CPU
中央处理器（CPU）
CPU由运算器和控制器组成，它是单片机的核心，完成 运算和控制操作。 一. 运算器 运算器：运算器的核心是ALU 另外三个：ACC.B.PSW 功能： 1.ALU可完成 + - * / —四则 与、或、非、异或—逻辑 其他：加1、减1、比较、移位
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单片机原理及应用
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=0，只读取外部的程序存储器中的内容，读取的地址 EA =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4KB 范围为0000H～FFFFH，片内的4KB Flash 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。 引脚第二功能，对片内Flash编程，接编程电压。 （3）ALE/ PROG（Address Latch Enable/PROGramming， Enable/PROGramming， 30脚） 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 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 位地址锁存在片外的地址锁存器中。 址锁存信号，将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。
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学习要求
本章学习，为AT89S51系统的应用设计打下基础。 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，可以用学习微机的思路来 学习单片机。
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2.1 AT89S51单片机的内部结构 AT89S51单片机的内部结构
单片机原理及应用
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2.2.1 电源及时钟引脚
1．电源引脚 （1）VCC（40脚）：+5V电源。 40脚）：+5V电源。 +5V电源 （2）VSS（20脚）：数字地。 20脚）：数字地 数字地。
图2-2 AT89S51双列直插封装方式的引脚
单片机原理及应用
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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 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， 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。 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 XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出端 片内振荡器反相放大器的输出端。 用片内振荡器，该脚连接外部石英晶体和微调电容。当使用 片内振荡器，该脚连接外部石英晶体和微调电容。 外部时钟源时 本脚悬空 外部时钟源时，本脚悬空。 悬空。
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AT89S51单片机片内结构 图2-1 AT89S51单片机片内结构
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（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； ）中断系统具有5个中断源、5 （9）特殊功能寄存器（SFR）26个； ）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 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。 11） 与AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点： AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点： 相比 （1）增加在线可编程功能ISP（In System Program），字 增加在线可编程功能ISP（ Program）， ），字 节和页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活； 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； 数据指针增加到 增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程； 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； 增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力；
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（2）数据存储器（RAM） ）数据存储器（RAM） 片内为128B 52子系列 256B），片外最多可扩64KB。 片内为128B（52子系列为256B），片外最多可扩64KB。片内 128B（ 子系列为 ），片外最多可扩64KB 128B的RAM以高速RAM的形式集成， 128B的RAM以高速RAM的形式集成，可加快单片机运行的速 以高速RAM的形式集成 度和降低功耗。 度和降低功耗。 （3）程序存储器（Flash ROM） ）程序存储器（Flash ROM） 片内集成有4KB的Flash存储器（ 片内集成有4KB的Flash存储器（AT89S52 则为8KB；AT89C55 则为8KB 8KB； 存储器 片内20KB），如片内容量不够，片外可外扩至64KB 片内20KB），如片内容量不够，片外可外扩至64KB。 20KB），如片内容量不够 64KB。 （4）中断系统 具有6 中断源， 级中断优先权。 具有6个中断源，2级中断优先权。 （5）定时器/计数器 ）定时器/ 2个16位定时器/计数器（52子系列有3个），4种工作方式。 16位定时器 计数器（52子系列有 位定时器/ 子系列有3 ），4 工作方式。
单片机原理及应用
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2.2 AT89S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。 AT89S51与51系列中各种型号芯片的引脚互相兼容。目前 系列中各种型号芯片的引脚互相兼容 多采用40只引脚双列直插， 多采用40只引脚双列直插，如图2-2所示。 所示。 引脚按其功能可分为如下3 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。 ）电源及时钟引脚— XTAL1、XTAL2。 （2）控制引脚— PSEN 、ALE/ PROG 、 EA/VPP、RST（RESET） ）控制引脚— RST（RESET） （3）I/O口引脚——P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口 I/O口引脚——P0、P1、P2、P3， ——P0 I/O口
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内容概要
AT89S51的片内硬件基本结构、引脚功能、存储器结 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 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, 和特点，复位电路和时钟电路的设计,节电工作模 式。
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（4）增加断电标志； 增加断电标志 断电标志； （5）增加掉电状态下的中断恢复模式。 增加掉电状态下的中断恢复模式 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（ 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 基本结构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构。 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 CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR， 是采用特殊功能寄存器（SFR， Special Function Register）的集中控制方式。 Register）的集中控制方式。 下面介绍图2 下面介绍图2-1中片内各功能部件。 片内各功能部件。 （1）CPU（微处理器） 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 位的CPU 与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和 CPU， CPU基本相同 器两大部分，还有面向控制的位处理功能。 两大部分，还有面向控制的位处理功能。
2.2.2 控制引脚
（1）RST (RESET，9脚) (RESET， 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 复位信号输入，在引脚加上持续时间大于2 可使单片机复位。正常工作， 0.5V。 平，可使单片机复位。正常工作，此脚电平应 ≤ 0.5V。
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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 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。 周期的高电平。 （2）EA /VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing，31脚 Programing，31脚) 引脚第一功能：外部程序存储器访问允许控制端。 EA：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4KB Flash存 EA =1，在PC值不超出0FFFH（即不超出片内4KB Flash存 储器的地址范围）时，单片机读片内程序存储器（4KB） 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4KB Flash地 中的程序，但PC值超出0FFFH （即超出片内4KB Flash地 址范围）时，将自动转向读取片外60KB（1000H-FFFFH） 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。
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小结及习题： 小结及习题：
• 计算机中采用“存储程序”的工作方式，即事先 计算机中采用“存储程序”的工作方式， 把程序加载到计算机中的存储器中， 把程序加载到计算机中的存储器中，当运行计算 机后，计算机便自动进行工作， 机后，计算机便自动进行工作，这是计算机的重 要工作原理，这也是单片机的工作原理， 要工作原理，这也是单片机的工作原理，了解单 片机的内部结构就必须了解单片机的基本工作原 理 。 • 1、AT89S51系列单片机内部有哪些主要部件各部 AT89S51系列单片机内部有哪些主要部件各部 分的作用是什么？ 分的作用是什么？ • 2、AT89C51与AT89C52单片机的主要区别在哪里？ AT89C51与AT89C52单片机的主要区别在哪里 单片机的主要区别在哪里？
片内硬件组成结构如图 片内硬件组成结构如图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尺寸有限的集成电路芯片上。 有如下功能部件和特性： 有如下功能部件和特性：
单片机内部结构
（1）8位微处理器（CPU）； 位微处理器（CPU）； （2）数据存储器（128B RAM）； ）数据存储器（128B RAM）； （3）程序存储器（4KB Flash ROM）； ）程序存储器（4KB ROM）； （4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）； 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； 个可编程的16位定时器/