AT89S52单片机-孙育才-

第一章绪论

1、什么是单片机？它与微型计算机在结构上有何区别？

答：1）所谓单片机，是指在一块芯片上集成了中央处理器CPU、随机存储器RAM、程序

存储器ROM 或EPROM、定时/计数器、中断控制器以及串行口，并行I/O 接口等部件，构

成的一个完整的微型计算机系统。

2）结构上，微型计算机将CPU、RAM、ROM、输入/输出设备等部分被分成若干芯片，

安装在一个称之为主板的印刷电路板上。而单片机却把它们集成到一块电路芯片中了。

另外，在系统结构方面，单片机使用哈佛或者超级哈佛结构。计算机用冯诺依曼结构。

就是单片机的程序空间和数据空间是分开的，而计算机的是共用一个存储器单元。

2、AT89 系列单片机有哪些主要特点？

答：1）、与AT8051 接插相兼容

2）、以EEPROM 电可擦除和FLASH 技术为主导的存储器

3）、静态时钟方式

4）、可反复进行应用系统试验

5）、高标准的质量检测

3、AT89C 和AT89S 系列结构功能上有何区别？

答：1）结构上：

①、AT89S 系列片内含ISP 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器；

②、AT89S 系列新增了断电标志、可编程监视器（看门狗）、中断恢复等。

2）功能上：（部分功能是因为结构的改变而新增）

①、引脚功能：管脚几乎相同,变化的有,在AT89S 中P1.5,P1.6,P1.7 具有第二功能,

即这3 个引脚的第二功能组成了串行ISP 编程的接口；

②、编程功能：AT89C 仅支持并行编程,而AT89S 不但支持并行编程还支持ISP 再线编

程。在编程电压方面,AT89C 的编程电压除正常工作的5V 外,另Vpp 需要12V,而AT89S

仅仅需要4-5V 即可；

③、烧写次数更高:AT89S 标称烧写次数是1000 次,实为1000-10000 次,这样更有利开

始学习者反复烧写,降低学习成本；

④、工作频率更高:AT89C 极限工作频率是24MHZ, 而AT89S 最高工作频率是

33MHZ,(AT89S 芯片有两种型号,支持最高工作频率分别为24MHZ 和33MHZ)从而具有更快

的计算速度；

⑤、电源范围更宽:AT89S 工作电压范围,达4-5.5V（或4-6V），而AT89C51 在低于4.8V

和高于5.3V 的时侯则无法正常工作；

⑥、抗干扰性更强:AT89S 内部集成看门狗计时器(Watchdog Timer),而AT89C 需外接看

门狗计时器电路,或者用单片机内部定时器构成软件看门狗来实现软件抗干扰。

4、何谓“兼容性”？AT89 系列单片机的内核与什么系列单片机相兼容？二者有有何重要区

别？

答：1）所谓兼容性，是指几个硬件之间、几个软件之间或是几个软硬件之间的相互配合的

程度；

2）由于AT89 系列是以MCS-51 为内核，所以它和MCS-51 系列单片机是兼容的。

重要区别：

①、ATMEL 公司将EEPROM 电可擦除和FLASH 技术融入MCS-51 中诞生了AT89 系

列单片机，由于AT89 内部含有FLASH 存储器，因此在开发过程中可以十分容易地进行程

序的修改；

②、AT89 系列单片机采用静态时钟方式，可以节省电能； ③、AT89 系列单片机工作性能符合更严格的标准（军品标准）。

5、AT89S51 与AT89S52 二者在功能上有何区别？

答：AT89S52 的存储器容量扩大了一倍，增加了2 个中断源、16 位定时/计数器增加了一个

功能极强的定时/计数器2（比AT89S51 多出的定时器具有捕获功能）。

第二章AT89S52系列单片机的基本结构

1、AT89S 系列单片机从功能结构上分有哪几种产品，各类产品在功能上又有哪些差别？

答：AT89S 系列AT89S51~ AT89S53 和AT89S8252 这四种机型，其硬件结构基本相同，仅部

分模块的功能略有区别，这一档次的机型主要性能如表1.2 所示：

可见：AT89S51 的存储器容量较少，中断源数目也较其它三个少，最重要的是少了16 位定

时/计数器中一个功能极强的定时/计数器2（比其它三种少了定时器的捕获功能）；AT89S51、

AT89S52 较另外两个的工作电压要低，而工作频率要高，中断源数目要少。

2、AT89S52 单片机内部有哪些主要逻辑功能部件？

答：1）、CPU：8 位字长；

2）、存储器：8KB 系统内可编程FLASH 存储器，256KB 内部RAM，20 多个特殊功能

寄存器；

3）、定时器：3 个16 位定时/计数器；

4）、I/0 端口：四个8 位I/0 端口、ISP 端口；

5）、串行口：全双工（UART）串行口；

6）、内部中断系统；

7）、振荡器和时钟电路，全静态操作：0~33MHz；

8）、定时监视器（看门狗）、双数据指针（DPTR）、电源下降标志。

3、何谓专用寄存器和通用工作寄存器？AT89S52 的通用工作寄存器在应用时有何突出特

点？为什么要设置通用工作寄存器？

答：1）专用寄存器是单片机内的物理寄存器，如程序计数器PC、堆栈指示器SP 等，它们

与数据存储器无关，用来存放地址或地址基值用于特殊用途，例如I/O 断口控制等；通用寄 存器（R0~R7）是用于存放参加运算的数据、中间结果或地址的寄存器。

2）AT89S52 在片内RAM 的00H~1FH（共32B）空间开辟了4 组通用工作寄存器区，

每组共有8 个8 位的寄存器R0~R7，通过软件对PSW 的RS1 和RS0 位进行设置，选择任意

一组作为前台使用，其余3 组被屏蔽，免去进栈保护，可减少堆栈深度，节省出入栈指令和

时间。

3）设置通用工作寄存器，就可避免频繁地访问存储器，可缩短指令长度和指令执行时

间，提高机器的运行速度，也给编程带来方便。

4、AT89S52 单片机的时钟周期、机器周期、指令周期是如何划分的？如何计算机器周期？

设主振频率f=12MHz，则一个机器周期T 为多少？

答：1）、时钟周期：也称振荡周期，是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期；

机器周期：一个机器周期包含6 个状态周期S1~S6，也就是12 个时钟周期，在

一个机器周期内CPU 可以完成一个独立的操作；

指令周期：它是指CPU 完成一条指令所需的全部时间。每条指令执行时间都是有

1~4 个机器周期组成。

2）、AT89S52 系统中，有单周期指令、双周期指令和四周期指令。

3）对于标准单片机，一个机器周期由12 个时钟周期构成，时钟周期为1/f。f=12MHz

时，一个机器周期T=1us。

5、何谓“复位”？复位会影响哪些功能寄存器？

答：1）复位是使CPU 以及系统各部件处于确定的初始状态，并使系统从初始态开始工作。

复位后寄存器的初始状态如下图2.2 所示：

2）对于部分寄存器复位后的初始值具有重要意义：PC=0000H，表示程序必须从程序存

储器0000H 单元开始执行；PSW=0000H，表示RS1 RS0=00，自动选择工作寄存器0 组；P0~P3

口=0FFH，表示复位后的I/O 是双向的，可以正确输入或输出；SP=07H，表示这时的栈底

是08H，这时必须重新设置堆栈区域。AUXR1=×××××××0，表示自动选择DPTR0。

6、AT89S52 有哪几种省电方式？

答：AT89S52 提供两种省电工作方式：休眠方式和节电保持方式。

7、每个机器周期出现两次ALE 信号有效，意味着什么？在什么情况下只出现一次？

答：1）每个机器周期出现两次意味着一个机器周期内可以读两次程序存储器代码；

2）当主机执行访问外部数据MOVX 类指令时，在第二个机器周期ALE 信号将减少一

次。 8、PSEN 和RD / WR各自选通作用是什么？这样选通有什么重要意义？

答：1）PSEN 是外部程序存储器的读选通信号，RD是外部数据读选通信号，WR是外部数

据写选通信号。

2）在访问外部程序存储器时，每个机器周期两次PSEN 有效（低电平），而访问内部程

序存储器时则不出现；访问外部数据存储器的选通信号是RD、WR，这样就把内部和外部、

程序和数据存储器的访问截然分开，从而保证指令的执行不会出错。

第三章AT89S52存储器组织

1、简述半导体存储器的种类及其功能特点。

答：半导体存储器的分类如下图3-1 所示：

图3-1 半导体存储器的分类

1）随机存取存储器RAM

①双极型RAM：特点是存取速度高，但集成度低，功耗大，成本高；

②MOS 型RAM：

静态RAM：不需要刷新，功耗低于双极型RAM，但高于动态RAM；

动态RAM：依靠寄生电容存储电荷来存储信息，因而存在泄漏电流，信息在一定时

间内会自然丢失，故必须定时刷新，功耗较静态RAM 低；

2）ROM 的分类及特点

①掩膜式ROM ：用定作掩膜对存储器进行编程，一旦制造完毕，内容不能改变；

②可编程式的PROM ：允许用户一次性写入，再也不可更改；

③可擦除式的EPROM：允许用户多次写入信息，写入操作由专用的写入设备完成

写入之前应先擦除原来写入的信息。

2、何谓随机存取存储器RAM？静态RAM 和动态RAM 的本质区别是什么？动态RAM 为

什么要刷新？

答：1）RAM（random access memory）中文译作随机存储器，其存储单元的内容可按需随

意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失

其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序；

2）静态RAM 与动态RAM 的本质区别在于存储信息的方式：静态RAM 存储信息新能

稳定，非破坏性读出，不需刷新，只有断电后，所存信息才会丢失；而动态RAM 需定时刷

新，另在信息读出时，其原存内容将受到破坏；

3）动态RAM 要刷新是因为存在泄漏电阻使栅极电容上的电荷经过一定时间泄放，从

而使存储信息从“1”变“0”，故必须对原存信息“1”的单元进行电荷补充。

3、何谓只读ROM 存储器？有何功能特点？简述ROM、PROM、EPROM、EEPROM 的本