第二章AT89S52单片机的基本结构.ppt

第2章AT89S52单片机的基本结构AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。,第2章AT89S52单片机的基本结构2.1AT89S52单片机的主要特性与MCS-51单片机产品兼容8位字长的CPU8K字节在系统可编程Flash存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz33Hz三级加密程序存储器32个可编程I/O口线三个16位定时器/计数器,第2章AT89S52单片机的基本结构2.1AT89S52单片机的主要特性八个中断源、6个中断矢量、2级优先权中断系统全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒1个看门狗定时器WDT双数据指针DPTR0和DPTR1掉电标识符POF256B的片内RAM,2.2AT89S52单片机的CPU,一、运算器功能：算术运算、位处理、数据传送1）算术/逻辑运算单元ALU2）TMP1和TMP2作为ALU的输入，暂时存放参加运算的数据3）累加器ACC4）寄存器B乘法和除法指令使用5）程序状态字寄存器PSW,5）程序状态字寄存器PSWCy：高位进位标志，若运算结果有进位或借位，Cy=1；否则Cy=0。AC：辅助进位标志，低4位向高4位产生进、借位，AC=1；否则AC=0。F0：用户标志位。RS1、RS0：工作寄存器组选择位。（00-1FH）OV：溢出标志位。有符号数运算是否产生溢出，硬件自动置位。-：保留位。P：奇偶校验标志位。1的个数为偶数，则P=0，否则P=1。硬件自动置位。,二、控制器功能：控制读取指令，识别指令1）程序计数器PC16位计数器，存放下一条将要执行指令的地址，寻址范围为0000H-FFFFH。2）指令寄存器IR存放指令代码的专用寄存器3）指令译码器ID4）堆栈指针SP栈顶指针，先进后出5）双数据指针寄存器DPTR0和DPTR116位数据指针寄存器,2.3存储器和I/O接口电路1）存储器配置8KB（0000H-1FFFH）Flash程序存储器和256BRAM，片外和片内可扩展64KB。2）I/O接口电路4个并行IO口P0-P3，具有锁存和驱动，输入提供三态控制,2.4封装和引脚功能有PDIP、TQFP和PLCC3种封装,2.4封装和引脚功能有PDIP、TQFP和PLCC3种封装,一、多功能I/O口P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。,一、多功能I/O口P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVXRI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。,一、多功能I/O口,一、多功能I/O口,二、复位、控制和选通引脚RST:复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。,2.5复位操作和复位电路RST:复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。在高电平有效后第二个机器周期开始执行内部复位操作。复位后，CPU及SFR将被置成初始状态。,2.5复位操作和复位电路复位电路：手动复位和上电自动复位。,2.6振荡器、时钟电路及时序一、振荡器,石英晶振C1,C2=30PF10PF陶瓷谐振器C1,C2=40PF10PFfALE=fosc/6f机器周期=fosc/12,2.6振荡器、时钟电路及时序一、振荡器,fALE=fosc/6f机器周期=fosc/12,2.6振荡器、时钟电路及时序二、时序主要单位：节拍P：震荡周期，12MHz则震荡周期为1/12us状态：包含两个节拍，即P1、P2。机器周期：完成一个基本操作所需的时间。一个机器周期对应6个状态。指令周期：执行一条指令所需时间。一般有1-4个机器周期指令执行：读取指令和执行指令两个阶段。单字节单周期指令时序双字节单周期指令时序单字节双周期指令时序,2.7低功耗工作方式空闲模式在空闲工作模式下，CPU处于睡眠状态，而所有片上外部设备保持激活状态。这种状态可以通过软件产生。在这种状态下，片上RAM和特殊功能寄存器的内容保持不变。空闲模式可以被任一个中断或硬件复位终止。由硬件复位终止空闲模式只需两个机器周期有效复位信号，在这种情况下，片上硬件禁止访问内部RAM，而可以访问端口引脚。空闲模式被硬件复位终止后，为了防止预想不到的写端口，激活空闲模式的那一条指令的下一条指令不应该是写端口或外部存储器。掉电模式在掉电模式下，晶