第2章硬件结构

1、1第2章 AT89S51单片机 硬件结构2 2.1 AT89S512.1 AT89S51单片机的硬件组成单片机的硬件组成片内硬件组成结构如图片内硬件组成结构如图2-12-1所示。把作为控制应用所必需的基所示。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。本功能部件都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。3有如下有如下功能部件功能部件和和特性特性：（1 1）8 8位微处理器（位微处理器（CPUCPU）；）；（2 2）数据存储器（）数据存储器（128B RAM128B RAM）；）；（3 3）程序存储器（）程序存储器（4KB Flash ROM4KB Flash ROM）；

2、）；（4 4）4 4个个8 8位可编程并行位可编程并行I/OI/O口（口（P0P0口、口、P1P1口、口、P2P2口和口和P3P3口）；口）；（5 5）1 1个全双工的异步串行口；个全双工的异步串行口；（6 6）2 2个可编程的个可编程的1616位定时器位定时器/ /计数器；计数器；（7 7）1 1个看门狗定时器；个看门狗定时器；（8 8）中断系统具有）中断系统具有5 5个中断源、个中断源、5 5个中断向量；个中断向量；（9 9）特殊功能寄存器（）特殊功能寄存器（SFRSFR）2626个；个；（1010）低功耗模式有）低功耗模式有空闲模式空闲模式和和掉电模式掉电模式，且具有掉电模式，且具有掉电

3、模式 下的中断恢复模式；下的中断恢复模式；（1111）3 3个程序加密锁定位。个程序加密锁定位。P0 P2 P1 P3 并行口并行口89S51CPU振荡器和时序振荡器和时序OSC64KB 总线总线扩展控制器扩展控制器数据存储器数据存储器256B RAM216位位定时器定时器/计数器计数器可编程可编程I/O程序存储器程序存储器4KBROM可编程全双工可编程全双工串行口串行口外中断外中断内中断内中断控制控制串行通信串行通信外部时钟源外部时钟源外部事件计数外部事件计数P0驱动器驱动器P2驱动器驱动器P0锁存器锁存器P2锁存器锁存器RAM地地址寄存器址寄存器256BRAM4KBFlash ROMB寄存

4、器寄存器暂存器暂存器1暂存器暂存器2ACCSP程序地址程序地址寄存器寄存器 缓冲器缓冲器PC增增1PCDPTR中断、串行口和定时器中断、串行口和定时器PSWP1锁存器锁存器P1驱动器驱动器P3锁存器锁存器P3驱动器驱动器定定时时控控制制指指令令寄寄存存器器指指令令译译码码器器OSCALUP0.0-P0.7P2.0-P2.7P3.0-P3.7P1.0-P1.7XTAL1 XTAL2PSENALEEARET看门狗看门狗6与与AT89C51AT89C51相比，相比，AT89S51AT89S51有更突出的优点有更突出的优点：（1 1）增加在线可编程功能）增加在线可编程功能ISPISP（In Syste

5、m ProgramIn System Program），），字字节节和和页编程页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活；，现场程序调试和修改更加方便灵活；（2 2）数据指针数据指针增加到增加到两个两个，方便了对片外，方便了对片外RAMRAM的访问过程；的访问过程；（3 3）增加增加了了看门狗定时器看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力；，提高了系统的抗干扰能力；（4 4）增加增加断电标志断电标志；（5 5）增加）增加掉电状态掉电状态下的下的中断恢复模式中断恢复模式。 2.2 AT89S512.2 AT89S51的引脚功能的引脚功能AT89S51AT89S51与与5151系列中各种型号芯片的引脚互相

6、兼容。目系列中各种型号芯片的引脚互相兼容。目前多采用前多采用4040只只引脚引脚双列直插双列直插，如图所示。如图所示。引脚按其功能可分为如下引脚按其功能可分为如下3 3类类：（1 1）电源及时钟引脚）电源及时钟引脚V VCCCC、V VSSSS；XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL2。（2 2）控制引脚）控制引脚 、ALE/ ALE/ 、 /V/VPPPP、RSTRST（RESETRESET）（3 3）I/OI/O口引脚口引脚P0P0、P1P1、P2P2、P3P3，为，为4 4个个8 8位位I/OI/O口口7EAPSENPROG40引脚引脚DIP封装封装44引脚引脚PLCC表贴封装表贴封装

7、Vcc（）（）P0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VppALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)89S5112345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 (MOSI) P1.5 (MISO)P1.6 (SCK) P1

8、.7 RST RXD/ P3.0 TXD/ P3.1 INT0/ P3.2 INT1/ P3.3 T0/ P3.4 T1/ P3.5 WR/ P3.6 RD/ P3.7 XTAL2 XTAL1 GND1 1电源引脚电源引脚 VCCVCC（Pin 40Pin 40）：电源端，接）：电源端，接+5V+5V电压。电压。 GNDGND（Pin 20Pin 20）：接地。）：接地。2 2外接晶振引脚外接晶振引脚采用内部时钟时，在采用内部时钟时，在XTAL1XTAL1（Pin 19Pin 19）和）和XTAL2XTAL2（Pin 18Pin 18）端）端外接晶振。外接晶振。采用外部时钟时，采用外部时钟时，

9、XTAL2XTAL2外接脉冲信号，外接脉冲信号，ATAL1ATAL1接地。接地。3 3 控制信号引脚控制信号引脚（1 1）RSTRST（Pin 9Pin 9）：复位信号输入端。当该引脚上出现连）：复位信号输入端。当该引脚上出现连续两个机器周期以上的高电平时，将使单片机复位。续两个机器周期以上的高电平时，将使单片机复位。 12（2 2）ALE/PROGALE/PROG（Pin 30Pin 30）：地址锁存允许信号）：地址锁存允许信号/Flash/Flash编程编程脉冲输入端。当单片机访问外部扩展程序存储器或数据脉冲输入端。当单片机访问外部扩展程序存储器或数据存储器时，存储器时，ALEALE信号的

10、下降沿锁存地址信号的低信号的下降沿锁存地址信号的低8 8位。位。 在在进行进行FlashFlash编程期间，该引脚用于输入编程脉冲。编程期间，该引脚用于输入编程脉冲。（3 3）PSENPSEN（Pin 29Pin 29）：片外）：片外ROM ROM 读选通信号。读选通信号。（4 4）EA/VPPEA/VPP（Pin 31Pin 31）：外部）：外部ROMROM访问控制信号。访问控制信号。EA=0EA=0，单片机从，单片机从0000H0000H单元开始只访问外部单元开始只访问外部ROMROM。EA=1EA=1，单片机从内部，单片机从内部ROMROM的的0000H0000H单元开始访问，到存储器单

11、元开始访问，到存储器最后地址后，若有外部最后地址后，若有外部ROMROM，则接着访问。，则接着访问。 4 4 并行并行I/OI/O口口P0 P0 口（口（Pin 39-32Pin 39-32）：双向）：双向I/O I/O 口。口。P1 P1 口（口（Pin 1-8Pin 1-8）：准双向通用）：准双向通用I/0 I/0 口。口。P2 P2 口（口（Pin 21-28Pin 21-28）：准双向）：准双向I/0 I/0 口。口。P3 P3 口（口（Pin 10-17Pin 10-17）：多用途口。）：多用途口。 P0 P0 口口(P0.0-P0.7,39-32(P0.0-P0.7,39-32脚脚

12、) )： P0P0口是一个口是一个8 8位准双向位准双向I/OI/O端口。端口。在不接片外存在不接片外存储器与不扩展储器与不扩展I/OI/O口时，可作为准双向输入口时，可作为准双向输入/ /输出口。输出口。在接有片外存储器或扩展在接有片外存储器或扩展I/OI/O口时，口时，P0P0口分时复用为口分时复用为低低8 8位地址总线和双向数据总线。位地址总线和双向数据总线。P1P1口口(P1.0-P1.7,1-8(P1.0-P1.7,1-8脚脚) )： P1P1口是一个口是一个8 8位准双向位准双向I/OI/O端口。端口。 P2P2口口(P2.0-P2.7,21-28(P2.0-P2.7,21-28脚

13、脚) )： P2P2口是一个口是一个8 8位准双向位准双向I/OI/O端口。端口。在接有片外在接有片外存储器或扩展存储器或扩展I/OI/O口且寻址范围超过口且寻址范围超过256256字节时，字节时，P2P2口用作高口用作高8 8位地址总线。位地址总线。 P3P3口口(P3.0-P3.7,10-17(P3.0-P3.7,10-17脚脚) )： P3P3口是一个双向口是一个双向I/OI/O端口。端口。除作为准双向除作为准双向I/OI/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且而且P3P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能口的每一条引脚均可独立定义为第一功能

14、的输入输出或第二功能。的输入输出或第二功能。 16INT0INT1WRRDP3 口各位的第二功能口各位的第二功能 2.3 AT89S51 2.3 AT89S51的的CPUCPU由图由图2-12-1可见，可见，CPUCPU由由运算器运算器和和控制器控制器构成。构成。2.3.1 2.3.1 运算器运算器对操作数进行算术、逻辑和位操作运算。主要包括算术逻辑运对操作数进行算术、逻辑和位操作运算。主要包括算术逻辑运算单元算单元ALUALU、累加器、累加器A A、位处理器、程序状态字寄存器、位处理器、程序状态字寄存器PSWPSW及两个及两个暂存器等。暂存器等。1 1算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元ALUA

15、LU可对可对8 8位变量位变量逻辑运算逻辑运算（与、或、异或、循环、求补和清零）（与、或、异或、循环、求补和清零），还可，还可算术运算算术运算（加、减、乘、除）（加、减、乘、除）17ALUALU还有位操作功能，对位变量进行位处理，如置还有位操作功能，对位变量进行位处理，如置“1 1”、清清“0 0”、求补、测试转移及逻辑、求补、测试转移及逻辑“与与”、“或或”等。等。2 2累加器累加器A A使用最频繁的寄存器，使用最频繁的寄存器，可写为可写为AccAcc。“A A”与与“AccAcc” 书写书写上的差别，将在第上的差别，将在第3 3章介绍。章介绍。作用如下：作用如下：（1 1）ALUALU单元

16、的输入数据源之一，又是单元的输入数据源之一，又是ALUALU运算结果存放运算结果存放单元。单元。（2 2）数据传送大多都通过累加器）数据传送大多都通过累加器A A，相当于数据的中转站，相当于数据的中转站。为解决。为解决“瓶颈堵塞瓶颈堵塞”问题，问题，AT89S51AT89S51增加了一部分可增加了一部分可以不经过累加器的传送指令。以不经过累加器的传送指令。18A A的进位标志的进位标志CyCy是特殊的，因为它同时又是是特殊的，因为它同时又是位处理机的位处理机的位累位累加器加器3 3程序状态字寄存器程序状态字寄存器PSWPSW 19PF1OVRS0RS1F0ACCy位符号D0HD1HD2HD3H

17、D4HD5HD6HD7H位地址PSW.0PSW.1PSW.2PSW.3PSW.4PSW.5PSW.6PSW.7PSW位进位标志进位标志半字节进半字节进位标志位标志用户可自定用户可自定义的标志位义的标志位溢出标志溢出标志用户可自定用户可自定义的标志位义的标志位奇偶标志奇偶标志寄存器组寄存器组选择位选择位PSWPSW中各个位的功能中各个位的功能：（1 1）CyCy（PSW.7PSW.7）进位标志位）进位标志位 可写为可写为C C。在算术和逻辑运算时，若有。在算术和逻辑运算时，若有进位进位/ /借位借位，CyCy1 1；否则，；否则，CyCy0 0。在位处理器中，它是位累加器。在位处理器中，它是位累

18、加器。（2 2）AcAc（PSW.6PSW.6）辅助进位标志位）辅助进位标志位 在在BCDBCD码运算时，用作十进位调整。即当码运算时，用作十进位调整。即当D3D3位向位向D4D4位位产生进位或借位时，产生进位或借位时，AcAc1 1；否则，；否则，AcAc0 0。（3 3）F0F0（PSW.5PSW.5）用户设定标志位）用户设定标志位 由用户使用的一个状态标志位，可用指令来使它置由用户使用的一个状态标志位，可用指令来使它置1 1或清或清0 0，控制程序的流向。用户应充分利用。，控制程序的流向。用户应充分利用。20（4 4）RS1RS1、RS0RS0（PSW.4PSW.4、PSW.3PSW.3

19、）4 4组工作寄存器区选择组工作寄存器区选择选择片内选择片内RAMRAM区中的区中的4 4组工作寄存器区中的某一组为当前工组工作寄存器区中的某一组为当前工作寄存区见作寄存区见表表2-22-2。（5 5）OVOV（PSW.2PSW.2）溢出标志位）溢出标志位当执行算术指令时，用来指示运算结果是否产生溢出。如当执行算术指令时，用来指示运算结果是否产生溢出。如果结果产生溢出，果结果产生溢出，OV=1OV=1；否则，；否则，OV=0OV=0。（6 6）PSW.1PSW.1位位 保留位保留位（7 7）P P（PSW.0PSW.0）奇偶标志位）奇偶标志位指令执行完，累加器指令执行完，累加器A A中中“1

20、1”的个数的个数是是奇数奇数还是还是偶数偶数。21P=1P=1，表示表示A A中中“1 1”的个数为的个数为奇数奇数。P=0P=0，表示，表示A A中中“1 1”的个数为的个数为偶数偶数。此标志位对串行通信有重要的意义，常用此标志位对串行通信有重要的意义，常用奇偶检验奇偶检验的的方法来检验数据串行传输的可靠性。方法来检验数据串行传输的可靠性。22232.3.2 2.3.2 控制器控制器 任务任务识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机各部分能自动协调地工作。保证单片机各部分能自动协调地工作。 控制器包括：控制器包括：程序

21、计数器、指令寄存器、指令译码器、定时及控程序计数器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等。功能是控制指令的读入、译码和执行，从而对各制逻辑电路等。功能是控制指令的读入、译码和执行，从而对各功能部件进行定时和逻辑控制。功能部件进行定时和逻辑控制。 程序计数器程序计数器PCPC是一个独立的是一个独立的1616位计数器，不可访问。单片机复位位计数器，不可访问。单片机复位时，时，PCPC中内容为中内容为0000H0000H，从程序存储器，从程序存储器0000H0000H单元取指令，开始执单元取指令，开始执行程序。行程序。 PC PC工作过程是工作过程是：CPUCPU读指令时，读指令时，PCPC

22、的内容作为所取指令的地址，的内容作为所取指令的地址，程序存储器按此地址输出指令字节，同时程序存储器按此地址输出指令字节，同时PCPC自动加自动加1 1。 PCPC中内容变化轨迹中内容变化轨迹决定程序流程。当决定程序流程。当顺序执行顺序执行程序时自动程序时自动加加1 1；执行；执行转移程序转移程序或或子程序、中断子程序调用子程序、中断子程序调用时，自动时，自动将其内容更改成所要转移的目的地址。将其内容更改成所要转移的目的地址。 PC PC的计数宽度的计数宽度决定了程序存储器的地址范围。决定了程序存储器的地址范围。PCPC为为1616位，位，故可对故可对64KB64KB（=2=21616B B）寻

23、址。寻址。24 片内程序存储器片内程序存储器 片外程序存储器片外程序存储器 片内数据存储器片内数据存储器 片外数据存储器片外数据存储器 89S5189S51存储器地址空间分为三类：存储器地址空间分为三类： （1 1）片内、片外统一编址片内、片外统一编址0000H-FFFFH0000H-FFFFH的的64KB64KB程序程序存储器地址空间（用存储器地址空间（用1616位地址）。位地址）。 （2 2）64KB64KB片外数据存储器地址空间，地址也从片外数据存储器地址空间，地址也从0000H-FFFFH0000H-FFFFH（用（用1616位地址）编址。位地址）编址。 （3 3）256B256B数据

24、存储器地址空间（用数据存储器地址空间（用8 8位地址）。位地址）。 89S5189S51存储器空间配置如图所示。存储器空间配置如图所示。共有四个存储空间：共有四个存储空间： 2.4 AT89S51 2.4 AT89S51存储器的结构存储器的结构统一编址统一编址0 0F FF FF FF FH H0 0F FF FF FH H0EAROM外部1EAROM内部H0000 程序存储器程序存储器1 10 00 00 0H HF FF FH H0 0F FF FF FF FH HH00008 80 0H H单独编址单独编址00HRAM内内部部能寄存器特殊功）（外部外部K64RAM 数据存储器数据存储器7

25、 7F FH H 上述三个存储空间地址是重叠的，如何区别这三个上述三个存储空间地址是重叠的，如何区别这三个不同的逻辑空间呢？不同的逻辑空间呢？89s5189s51的指令系统设计了不同的数的指令系统设计了不同的数据传送指令符号：据传送指令符号： MOVC MOVC ：CPUCPU访问片内、片外访问片内、片外ROMROM指令用指令用 MOVXMOVX：访问片外：访问片外RAMRAM指令用指令用 MOVMOV：访问片内：访问片内RAMRAM指令用指令用 程序存储器地址空间程序存储器地址空间 89S5189S51存储器地址空间分为程序存储器（存储器地址空间分为程序存储器（64KB ROM64KB RO

26、M）和）和数据存储器（数据存储器（64KB RAM64KB RAM）。程序存储器用于存放编好的程）。程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。程序存储器通过序和表格常数。程序存储器通过1616位程序计数器位程序计数器PCPC寻址，寻址，寻址能力为寻址能力为64KB64KB 。这使得指令能在。这使得指令能在64KB64KB地址空间内任意地址空间内任意跳转，但不能使程序从程序存储器空间转移到数据存储器跳转，但不能使程序从程序存储器空间转移到数据存储器空间。空间。 89S5189S51片内片内ROM/EPROMROM/EPROM的容量为的容量为4KB4KB，地址为，地址为0000H-0000H-0FF

27、FH0FFFH，片外最多可扩至，片外最多可扩至64KB 64KB ROM/EPROMROM/EPROM，地址为，地址为1000H-1000H-FFFFHFFFFH，片内外统一编址。，片内外统一编址。 当引脚当引脚EAEA接高电平时接高电平时，89s5189s51的程序计数器的程序计数器PCPC在在0000H-0FFFH0000H-0FFFH范围内（即前范围内（即前4KB4KB地址）执行片内地址）执行片内ROMROM中的程中的程序序; ;当指令地址超过当指令地址超过0FFFH0FFFH后，就自动转向片外后，就自动转向片外ROMROM中去取中去取指令。指令。 当引脚当引脚EAEA接地电平（接地）时

28、接地电平（接地）时，89C5189C51片内片内ROMROM不起作不起作用，用，CPUCPU只能从片外只能从片外ROM/EPROMROM/EPROM中取指令。中取指令。存储器（存储器（ ROM ROM ）中某些单元是保留给系统使用的。）中某些单元是保留给系统使用的。 数据存储器地址空间数据存储器地址空间 数据存储器数据存储器RAMRAM用于存放运算的中间结果、数据暂存和用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓缓 冲、标志位等。冲、标志位等。 数据存储器空间也分成片内和片外两大部分，即片内数据存储器空间也分成片内和片外两大部分，即片内RAMRAM和片外和片外RAMRAM。 89s5189s51片外数

29、据存储器空间为片外数据存储器空间为64KB64KB，地址从，地址从0000H-0000H-FFFFHFFFFH；片内存储器空间为；片内存储器空间为256B256B，地址从，地址从0000H-00FFH0000H-00FFH。 一一. .片外片外RAMRAM 片外数据存储器与片内数据存储器空间的低地址部分片外数据存储器与片内数据存储器空间的低地址部分（0000H-FFFFH0000H-FFFFH）是重叠的。）是重叠的。 89S5189S51有有MOVMOV和和MOVXMOVX两种指令两种指令 MOV-MOV-片内片内RAM RAM MOVX- MOVX-片外片外64KB64KBRAMRAM 二二

30、. .片内片内RAMRAM 片内数据存储器最大可寻址片内数据存储器最大可寻址256256个单元，它们又分为两个单元，它们又分为两个部分，低个部分，低128B(00H-7FH)128B(00H-7FH)是真正的是真正的RAMRAM区，高区，高128B128B（80H-FFH)80H-FFH)为特殊功能寄存器（为特殊功能寄存器（SFRSFR）区。如图所示。）区。如图所示。 如何区别片内、片外如何区别片内、片外RAM空间呢？空间呢？RAM的低128字节的配置 工作寄存器区：工作寄存器区：由由PSW的的RS1、RS0的组合值选择。的组合值选择。位寻址区：位寻址区：可对每一位单独操作。可对每一位单独操作

31、。用户通用区用户通用区 片内RAM地址空间351 1堆栈指针堆栈指针SPSP指示堆栈顶部在内部指示堆栈顶部在内部RAMRAM块中的位置。块中的位置。堆栈结构堆栈结构向上生长型向上生长型。单片机。单片机复位复位后，后，SPSP为为07H07H，使得堆，使得堆栈实际上从栈实际上从08H08H单元开始，由于单元开始，由于08H08H1FH1FH单元分别是属于单元分别是属于1 13 3组的工作寄存器区，组的工作寄存器区，最好在复位后把最好在复位后把SPSP值改置为值改置为60H60H或或更大的值更大的值，避免堆栈与工作寄存器冲突。，避免堆栈与工作寄存器冲突。两种操作：两种操作：数据压入数据压入（PUS

32、HPUSH）堆栈，堆栈，数据弹出数据弹出（POPPOP）堆栈堆栈。数据压入堆栈，。数据压入堆栈，SPSP自动加自动加1 1；数据弹出堆栈，；数据弹出堆栈，SPSP自动减自动减1 1。37382 2寄存器寄存器B B为执行乘法和除法而设。在不执行乘、除法操作的情况下，可把为执行乘法和除法而设。在不执行乘、除法操作的情况下，可把它当作一个普通寄存器来使用。它当作一个普通寄存器来使用。乘法乘法，两乘数分别在，两乘数分别在A A、B B中，执行乘法指令后，乘积在中，执行乘法指令后，乘积在BABA中中除法除法，被除数取自，被除数取自A A，除数取自，除数取自B B，商存放在，商存放在A A中，余数存中，

33、余数存B B中。中。3 3AUXRAUXR寄存器寄存器: :辅助寄存器辅助寄存器图图2-52-5 AUXRAUXR寄存器的格式寄存器的格式39其中其中: :DISALEDISALE：ALEALE的禁止的禁止/ /允许位允许位。0 0：ALEALE有效，发出脉冲；有效，发出脉冲； 1 1：ALEALE仅在执行仅在执行MOVCMOVC和和MOVXMOVX类指令时有效，不访问外部类指令时有效，不访问外部存储器时，存储器时，ALEALE不输出脉冲信号。不输出脉冲信号。DISRTODISRTO：禁止禁止/ /允许允许WDTWDT溢出时的复位输出溢出时的复位输出。0 0：WDTWDT溢出时，在溢出时，在R

34、STRST引脚输出一个高电平脉冲；引脚输出一个高电平脉冲；1 1：RSTRST引脚仅为输入脚。引脚仅为输入脚。WDIDLEWDIDLE：WDTWDT在空闲模式下的禁止在空闲模式下的禁止/ /允许位。允许位。 0 0： WDTWDT在空闲模式下继续计数；在空闲模式下继续计数； 1 1： WDTWDT在空闲模式下暂停计数。在空闲模式下暂停计数。404. 4. 数据指针数据指针DPTR0DPTR0和和DPTR1DPTR1双数据指针寄存器，双数据指针寄存器，便于访问便于访问数据存储器数据存储器。DPTR0DPTR0：AT89C51AT89C51单片机单片机原有原有的数据指针；的数据指针；DPTR1DP

35、TR1：新增加：新增加的数据指针。的数据指针。AUXR1AUXR1的的DPSDPS位位用于用于选择选择两个数据指针两个数据指针。当。当DPS=0DPS=0时，选用时，选用DPTR0DPTR0；当；当DPS=1DPS=1时，选用时，选用DPTR1DPTR1。数据指针数据指针可作为一个可作为一个1616位寄存器来用，也可作为两个独立的位寄存器来用，也可作为两个独立的8 8位寄存器位寄存器DP0HDP0H（或（或DP1HDP1H）和）和DP0LDP0L（或（或DP1LDP1L）来用。）来用。415. AUXR15. AUXR1寄存器寄存器AUXR1AUXR1是辅助寄存器，格式如是辅助寄存器，格式如图

36、图2-62-6所示：所示： DPSDPS：数据指针寄存器选择位。数据指针寄存器选择位。0 0：选择数据指针寄存器选择数据指针寄存器DPTR0DPTR0；1 1：选择数据指针寄存器选择数据指针寄存器DPTR1DPTR1。图图2-62-6 AUXR1AUXR1寄存器的格式寄存器的格式 AT89S51 AT89S51 看门狗定时器由一个看门狗定时器由一个1414位定时器及位定时器及WDTRSTWDTRST（地址为（地址为A6HA6H）寄存器）寄存器构成。开启看门狗定时器后构成。开启看门狗定时器后,14,14位定位定时器会自动计数，每时器会自动计数，每1638416384（2 21414）个机器周期溢

37、出一次，并）个机器周期溢出一次，并产生一个高电平复位信号，使系统复位。对于产生一个高电平复位信号，使系统复位。对于12MHZ12MHZ的时钟的时钟脉冲每脉冲每16384us16384us（约（约0.016s0.016s）产生一个复位信号。）产生一个复位信号。 如果启动看门狗定时器，当系统超过如果启动看门狗定时器，当系统超过0.016s0.016s没有动没有动作（程序跑飞），看门狗定时器自动复位，让系统归复于作（程序跑飞），看门狗定时器自动复位，让系统归复于正常运作状态。为了系统既能正常工作又不会出现死机正常运作状态。为了系统既能正常工作又不会出现死机（程序跑飞），在（程序跑飞），在0.016s

38、0.016s内必须喂狗一次，即对看门狗定内必须喂狗一次，即对看门狗定时器进行复位，看门狗的启动和复位的方法是一样的。时器进行复位，看门狗的启动和复位的方法是一样的。在汇编语言中启动或复位看门狗定时器的命令如下。在汇编语言中启动或复位看门狗定时器的命令如下。MOVMOV A6H, A6H, #1EH #1EHMOVMOV A6H, A6H, #0E1H #0E1H6. 6. 看门狗定时器看门狗定时器WDTWDT2.4.4 2.4.4 位地址空间位地址空间 211 211个寻址位的位地址，位地址范围为个寻址位的位地址，位地址范围为 00H00HFFHFFH，其中，其中 00H00H7FH7FH 这

39、这128128位处于位处于片内片内RAM RAM 字节地址字节地址 20H20H2FH2FH 单元中单元中，其余的，其余的8383个可寻址位个可寻址位分布在分布在特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR中。中。 可被位寻址的可被位寻址的特殊寄存器特殊寄存器有有1111个个，共有位地址，共有位地址8888个，个，5 5个位未用，其余个位未用，其余8383个位的位地址离散地分布于片内数据存储个位的位地址离散地分布于片内数据存储器区字节地址为器区字节地址为80H80HFFHFFH的范围内，其的范围内，其最低的位地址等于其最低的位地址等于其字节地址字节地址，且其字节地址的，且其字节地址的末位都为末位都

40、为0H0H或或8H8H。43单元地址位地址LSBMSB21H20H0FH07H0EH06H0DH05H0CH04H09H01H0AH02H0BH03H08H00H2FH2EH7FH77H7EH76H7DH75H7CH74H79H71H7AH72H7BH73H78H70H RAM位寻址区位地址表特殊功能寄存器位 地 址字 节地 址D7D6D5D4D3D2D1D0BF7HF6HF5HF4HF3HF2HF1HF0HF0HAccE7HE6HE5HE4HE3HE2HE1HE0HE0HPSWD7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HD0HIPBCHBBHBAHB9HB8HB8HP3B7HB6HB5H

41、B4HB3HB2HB1HB0HB0HIEAFHACHABHAAHA9HA8HA8HP2A7HA6HA5HA4HA3HA2HA1HA0HA0HSCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H98HP197H96H95H94H93H92H91H90H90HTCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H88HP087H86H85H84H83H82H81H80H80H表2-6 SFR中的位地址分布 2.6 2.6 时钟电路与时序时钟电路与时序 时钟电路产生时钟电路产生AT89S51AT89S51工作时所工作时所必需的控制信号必需的控制信号，在时，在时钟信号的控制下，严格按时序执行指令

42、。钟信号的控制下，严格按时序执行指令。2.6.1 2.6.1 时钟电路设计时钟电路设计 时钟频率时钟频率直接影响单片机的直接影响单片机的速度速度，时钟电路的质量也，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有常用的时钟电路有两种方两种方式式，一种是，一种是内部时钟内部时钟方式，另一种是方式，另一种是外部时钟外部时钟方式。方式。461 1内部时钟方式内部时钟方式 AT89S51 AT89S51内部有一个用于构成振荡器的内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放高增益反相放大器大器，输入端为芯片引脚，输入端为芯片引脚XTAL1XTAL1，输出端为引脚，输出端

43、为引脚XTAL2XTAL2。这。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，的自激振荡器，图图2-132-13是是AT89S51AT89S51内部时钟方式内部时钟方式的的电路电路。47482 2外部时钟方式外部时钟方式 用现成的外部振荡器产生脉冲信号，用现成的外部振荡器产生脉冲信号，常用于常用于多片多片AT89S51AT89S51同时同时工作，以便于多片工作，以便于多片AT89S51AT89S51单片机之间的同步，一般为低于单片机之间的同步，一般为低于12MHz12MHz的方波。的方波。 外部时钟源外部时钟源直接接到直接接

44、到XTAL1XTAL1端端，XTAL2XTAL2端悬空端悬空，见，见图图2-142-14。 图图2-142-14 AT89S51AT89S51的外部时钟方式电路的外部时钟方式电路3 3时钟信号的输出时钟信号的输出当使用片内振荡器，当使用片内振荡器，XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL2引脚还能为应用系统中的引脚还能为应用系统中的其他芯片提供时钟，但需增加驱动能力。其其他芯片提供时钟，但需增加驱动能力。其引出的方式有引出的方式有两种两种，如，如图图2-152-15所示。所示。492.6.2 2.6.2 机器周期、指令周期与指令时序机器周期、指令周期与指令时序各种指令时序与时钟周期相关。各种指令时序与时钟周期相关。1 1时钟周期时钟周期时钟控制信号的时钟控制信号的基本时间单位基本时间单位。若晶振频率为。若晶振频率为f foscosc，则时钟周，则时钟周期期T Toscosc=1/=1/f foscosc。如。如f foscosc=6MHz=6MHz，T Toscosc=166.7ns=166.7ns。