单片机AT89S51的概述中英文对照.docx
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单片机AT89S51的概述中英文对照
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指导教师:
XXX大学
河南理工大学本科毕业设计
中英文对照
单片机AT89S51的概述
AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中,ATMEL公司的功能强大,低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场介,可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数:
·与MCS-51产品指令系统完全兼容
·4k字节在线系统编程(ISP)Flash闪速存储器
·1000次擦写周期
·4.0---5.5V的工作电压范围
·全静态工作模式:
0Hz---33MHz
·三级程序加密锁
·128×8字节内部RAM
·32个可编程I/O口线
·2个16位定时/计数器
·6个中断源
·全双工串行UART通道
·低功耗空闲和掉电模式
·中断可从空闲模式唤醒系统
·看门狗(WDT)及双数据指针
·掉电标识和快速编程特性
·灵活的在线系统编程(ISP一字节或页写模式)
功能特性概述:
AT89S51提供以下标准功能:
4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,看门狗(WDT),两个数据指针,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。
同时,AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
引脚功能说明:
·Vcc:
电源电压
·GND:
地
·P0口:
P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时,每位能驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写‘1’可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。
·P1口:
P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口写‘1’,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。
作输入口使用时,囚为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(In)。
Flash编程和程序校验期间P1接收低8位地址。
·P2口:
P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口写‘1’,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,囚为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(In)。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。
在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@Ri指令)时,P2口线卜的内容(也即特殊功能寄存器(SFR)区中P2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。
Flash编程或校验时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。
·P3口:
P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(In)。
P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能。
P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
管脚
备选功能
P3.0
RXD(串行输入口)
P3.1
TXD(串行输出口)
P3.2
(外部中断0)
P3.3
(外部中断1)
P3.4
T0(记时器0外部输入)
P3.5
T1(记时器1外部输入)
P3.6
(外部数据存储器写选通)
P3.7
(外部数据存储器读选通)
·RST:
复位输入。
当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
WDT溢出将使该引脚输出高电平,设置SFRAUXR的DISRTO位(地址8EH)可打开或关闭该功能。
DISRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。
·ALE/PROG:
当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。
即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,囚此它可对外输出时钟或用于定时目的。
要注意的是:
每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。
如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁正ALE操作。
该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。
此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。
·PSEN:
程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89S51由外部程序存储器取指令(数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。
当访问外部数据存储器,没有两次有效的PSEN信号。
·EA/VPP:
外部访问允许。
欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。
需注意的是:
如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器中的指令。
Flash存储器编程时,该引脚加上+12V的编程电压Vpp。
·XTAL1:
振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
·XTAL2:
振荡器反相放大器的输出端。
·特殊功能寄存器:
特殊功能寄存器的于片内的空间分布的这些地址并没有全部占用,没有占用的地址亦不可使用,读这些地址将得到一个随意的数值。
而写这些地址单元将不能得到预期的结果。
·中断寄存器:
各中断允许控制位于IE寄存器,5个中断源的中断优先级控制位于IP寄存器。
·双时钟指针寄存器:
为更方便地访问内部和外部数据存储器,提供了两个16位数据指针寄存器:
DP0位于SFR(特殊功能寄存器)区块中的地址82H,83H和DP1位于地址84H,85H,当SFR中的位DPS=0选择DP0,而DPS=1则选择DP1。
用户应在访问相应的数据指针寄存器前初始化DPS位。
·电源空闲标志:
电源空闲标志(POF)在特殊功能寄存器SFR中PCON的第4位(PCON.4},电源打开时POF置‘1’,它可由软件设置睡眠状态并不为复位所影响。
·程序存储器:
如果EA引脚接地(GND),全部程序均执行外部存储器。
在AT89S51,假如EA接至Vcc(电源+),程序首先执行地址从0000H-OFFFH(4KB)内部程序存储器,而执行地址为1000H-FFFFH(60KB)的外部程序存储器。
·数据存储器:
AT89S51的具有128字节的内部RAM,这128字节可利用直接或间接寻址方式访问,堆栈操作可利用间接寻址方式进行,128字节均可设置为堆栈区空间。
·看门狗定时器(WDT):
WDT是为了解决CPU程序运行时可能进入混乱或死循环而设置,它由一个14bit计数器和看门狗复位SFR(WDTRST)构成。
外部复位时,WDT默认为关闭状态,要打开WDT,用户必须按顺序将01EH和0E1H写到WDTRST寄存器(SFR地址为OA6H},当启动了WDT,它会随晶体振荡器在每个机器周期计数,除硬件复位或WDT溢出复位外没有其它方法关闭WDT,当WDT溢出,将使RSF引脚输出高电平的复位脉冲。
使用看门狗(WDT):
打开WDT需按次序写01EH和0E1H到WDTRST寄存器(SFR的地址为0A6H),当WDT打开后,需在一定的时候01EH和0E1H到WDTRST寄存器以避免WDT计数溢出。
14位WDT计数器计数达到16383(3FFFH),WDT将溢出并使器件复位。
WDT打开时,它会随晶体振荡器在每个机器周期计数,这意味着用户必须在小于每个16383机器周期内复位WDT,也即写01EH和0E1H到WDTRST寄存器,WDTRST为只写寄存器。
WDT计数器既不可读也不可写,当WDT溢出时,通常将使RST引脚输出高电平的复位脉冲。
复位脉冲持续时间为98×Tosc,而Tosc=1/Fosc(晶体振荡频率)。
为使WDT工作最优化,必须在合适的程序代码时间段周期地复位WDT防止WDT溢出。
AnOverviewofAT89S51
TheAT89S51isalow-power,high-performanceCMOS8-bitmicrocontrollerwith4KbytesofIn-SystemProgrammableFlashmemory.ThedeviceismanufacturedusingAtmel'shigh-densitynonvolatilememorytechnologyandiscompatiblewiththeindustry-standard80C51instructionsetandpinout.Theon-chipFlashallowstheprogrammemorytobereprogrammedin-systemorbyaconventionalnonvolatilememoryprogrammer.Bycombiningaversatile8-bitCPUwithIn-SystemProgrammableFlashonamonolithicchip,theAtmelAT89S51isapowerfulmicrocontrollerwhichprovidesahighly-flexibleandcost-effectivesolutiontomanyembeddedcontrolapplications.Features:
CompatiblewithMCS.-51Products
4KBytesofIn-SystemProgrammable(ISP)FlashMemory
Endurance:
1000Write/EraseCycles
4.0Vto5.5VOperatingRange
FullyStaticOperation:
0Hzto33MHz
Three-levelProgramMemoryLock
128x8-bitInternalRAM
32ProgrammableI/OLines
Two16-bitTimer/Counters
SixInterruptSources
FullDuplexUARTSerialChannel
Low-powerIdleandPower-downModes
InterruptRecoveryfromPower-downMode
WatchdogTimer
DualDataPointer
Power-offFlag
FastProgrammingTime
FlexibleISPProgramming(ByteandPageMode)
Green(Pb/Halide-free)PackagingOption
TheAT89S51providesthefollowingstandardfeatures:
4KbytesofFlash,128bytesofRAM,32I/Olines,Watchdogtimer,twodatapointers,two16-bittimer/counters,afive-vectortwo-levelinterruptarchitecture,afullduplexserialport,on-chiposcillator,andclockcircuitry.Inaddition,theAT89S51isdesignedwithstaticlogicforoperationdowntozerofrequencyandsupportstwosoftwareselectablepowersavingmodes.TheIdleModestopstheCPUwhileallowingtheRAM,timer/counters,serialport,andinterruptsystemtocontinuefunctioning.ThePower-downmodesavestheRAMcontentsbutfreezestheoscillator,disablingallotherchipfunctionsuntilthenextexternalinterruptorhardwarereset.
VCC:
Supplyvoltage(allpackagesexcept42-PDIP).
GND:
Ground(allpackagesexcept42-PDIP;for42-PDIPGNDconnectsonlythelogiccoreandtheembeddedprogrammemory).
VDD:
Supplyvoltageforthe42-PDIPwhichconnectsonlythelogiccoreandtheembeddedprogrammemory.
PWRVDD:
Supplyvoltageforthe42-PDIPwhichconnectsonlytheI/OPadDrivers.TheapplicationboardMUSTconnectbothVDDandPWRVDDtotheboardsupplyvoltage.
PWRGND:
Groundforthe42-PDIPwhichconnectsonlytheI/OPadDrivers.PWRGNDandGNDareweaklyconnectedthroughthecommonsiliconsubstrate,butnotthroughanymetallink.TheapplicationboardMUSTconnectbothGNDandPWRGNDtotheboardground.
Port0:
Port0isan8-bitopendrainbi-directionalI/Oport.Asanoutputport,eachpincansinkeightTTLinputs.When1sarewrittentoport0pins,thepinscanbeusedashigh-impedanceinputs.
Port0canalsobeconfiguredtobethemultiplexedlow-orderaddress/databusduringaccessestoexternalprogramanddatamemory.Inthismode,POhasinternalpull-ups.
Port0alsoreceivesthecodebytesduringFlashprogrammingandoutputsthecodebytesduringprogramverification.Externalpull-upsarerequiredduringprogramverification.
Port1:
Port1isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull-ups.ThePort1outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort1pins,theyarepulledhighbytheinternalpull-upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port1pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(lip)becauseoftheinternalpull-ups.
Port2:
Port2isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull-ups.ThePort2outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort2pins,theyarepulledhighbytheinternalpull-upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port2pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(lip)becauseoftheinternalpull-ups.
Port2emitsthehigh-orderaddressbyteduringfetchesfromexternalprogrammemoryandduringaccessestoexternaldatamemorythatuse16-bitaddresses(MOVX@DPTR).Inthisapplication,Port2usesstronginternalpull-upswhenemitting1s.Duringaccessestoexternaldatamemorythatuse8-bitaddresses(MOVX@RI),Port2emitsthecontentsoftheP2SpecialFunctionRegister.
Port2alsoreceivesthehigh-orderaddressbitsandsomecontrolsignalsduringFlashprogrammingandverification.
Port3:
Port3isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull-ups.ThePort3outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort3pins,theyarepulledhighbytheinternalpull-upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port3pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(lip)becauseofthepull-ups.
Port3receivessomecontrolsignalsforFlashprogrammingandverification.
Port3alsoservesthefunctionsofvariousspecialfeaturesoftheAT89S51,asshowninthefollowingtable.
P3portcanalsobeusedasanumberofspecialfeaturesAT89C51mouth,thefollowingtable:
Pin
Alternativefunction
P3.0
RXD(Serialinput)
P3.1
TXD(Serialoutput)
P3.2
(Externalinterrupt0)
P3.3
(Externalinterrupt1)
P3.4
T0(Timer0Externalinput)
P3.5
T1(Timer1Externalinput)
P3.6
(Externaldatamemorywritestrobe)
P3.7
(Externaldatamemoryreadstrobe)
RST:
Resetinput.Ahighonthispinfortwomachinecycleswhiletheoscillatorisrunningresetsthedevice.ThispindrivesHighfor98oscillatorperiodsaftertheWatchdogtimesout.TheDISRTObitinSFRAUXR(address8EH)canbeusedtodisablethisfeature.InthedefaultstateofbitDISRTO,theRESETHIGHoutfeatureisenabled.
ALE/PROG:
AddressLatchEnable(ALE)isanoutputpulseforlatchingthelowbyteoftheaddressduringaccessestoexternalmemory.Thispinisalsotheprogrampulseinput(PROG)duringFlashprogramming.Innormaloperation,ALEisemittedataconstantrateof1/6theoscillatorfrequencyandmaybeusedforexternaltim
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