单片机应用技术 教学课件 作者 徐江海 第3章 AT89S51单片机原理与基本应用系统.ppt

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1、第3章AT89S51单片机原理与基本应用系统本章主要内容1、AT89S51单片机的内部结构与引脚功能2、AT89S51单片机存储器空间配置与功能3、汇编语言指令格式与内部RAM的操作操作指令4、AT89S51单片机I/O输入输出端口结构及工作原理5、AT89S51单片机基本应用系统6、应用实例——温控2一、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FlashROM；（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

2、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

3、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RA

4、M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。当EA=1，CPU从芯片内部的ROM中取指令运行，但超过4KB范围的程序，也从外部扩展的ROM中取得。反之当EA=0时，只从芯片外部扩展的ROM中取指令运行。在绝大多数的应用中，4KB空间范围足够存放程序，一般都选择内部ROM，将EA接高电平。VPP功能是在我们要把程序下载到内部ROM中才用到的功能，只有设计制造编程器时考虑，一般情况用不到。4、I/O口AT89S5

5、1单片机有4个8位的并行口，分别称为P0口、P1口、P2口和P3口，共32个引脚。单片机就是通过这些口线对外部电路进行控制和检测。它们的详细结构原理和功能在本章第三节中介绍。三、AT89S51单片机存储空间配置AT89S51单片机存储器结构采用的是哈佛型结构，程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）是分开的，有各自的寻址系统和控制信号，分别用不同的指令操作。ROM用来存放我们编写的程序和常数表格。数据存储器用来存放程序运行的数据和结果。ROM和RAM都分为内部和外部。内部ROM(4KB)EA=1外部ROM(4K

6、B)EA=0外部ROM(60KB)内部RAM128BSFR(21个)外部RAM(64KB)0000H0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFHFFFFHFFH00H7FH80HMOVC指令操作MOV指令操作MOVX指令操作ROM地址空间RAM地址空间1、程序存储器（ROM）不管是内部的还是外部的ROM，开头的0003H~002AH空间地址是中断源的入口地址区，是专用单元，一般情况下用户不能用来存放其它程序。CPU是根据PC（程序计数器）值从ROM中取指令来执行的。CPU每从ROM中读取一个字节，

7、自动执行（PC）+1→PC，即PC指向下一个地址空间，一般情况下CPU是按ROM地址空间顺序从小到大依次执行。只有执行的指令是转移类指令，才根据转移类指令所指示的新地址，调整PC值，然后根据新的PC值从对应的地址空间中取指令来执行。当调用子程序或中断发生时，PC值也会改变。2、内部数据存储器（内RAM）AT89S51单片机内部有128B字节划分为三部分：工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。CyACF0RS1RS0OVF1P0区1区2区3区位寻址区数据缓冲区工作寄存器区8位整体操作位寻址区8位整体操作、位操作堆栈与

8、数据缓冲区8位整体操作00~07H08~0FH10~17H18~1FH20~2FH位地址D7D0PSW07H06H05H04H03H02H01H00HD7D020H（字节地址）（R0~R7）30~7FH（1）工作寄存器区从00H~1FH共32个单元为工作寄存器区，每8个一组，分为4个区，依次为：0区（00H~07H）1区（08H~0FH）2区（10H~17H）3区（18H