AT89C52单片机的性能原理及应用解析

发表于 2019-07-22 15:56:35 收藏 已收藏
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AT89C52单片机的性能原理及应用解析

发表于 2019-07-22 15:56:35
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89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品,它采用ATMEL公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。

它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征,它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统,属于89C51增强型单片机版本,集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能,适合于类似马达控制等应用场合。

89C52内置8位中央处理单元、512字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器(ROM)32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。此外,89C52还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。

AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),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MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。

AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2 个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。

1、兼容MCS51指令系统

2、8kB可反复擦写(大于1000次)Flash ROM;

3、32个双向I/O口;

4、256x8bit内部RAM;

5、3个16位可编程定时/计数器中断;

6、时钟频率0-24MHz;

7、2个串行中断,可编程UART串行通道;

8、2个外部中断源,共6个中断源;

9、2个读写中断口线,3级加密位;

10、低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能;

11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式,以适应不同产品的需求。

AT89C52为8 位通用微处理器,采用工业标

AT89C52单片机的性能原理及应用解析

PDIP封装的AT89C52引脚图 准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同,其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有:XTAL1(19 脚)和XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振。RST/Vpd(9 脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和VSS(20 脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0 端口(32~39 脚)被定义为N1 功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13 脚定义为IR输入端,10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS(18脚)和SCLS(19脚)端口,12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU 的相应功能端,用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。

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,每位能吸收电流的

方式驱动8 个TTL逻辑门电路,对端口P0 写“1”时,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,因为内部存在上拉

电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。

与AT89C51 不同之处是,P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX),

参见表1。

Flash 编程和程序校验期间,P1 接收低8 位地址。

表.P1.0和P1.1的第二功能

引脚号功能特性

P1.0T2,时钟输出

P1.1T2EX(定时/计数器2)

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P2 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,因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(IIL)。

在访问外部程序存储器或16 位地数据存储器(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 口输出P2锁存器的内容。

Flash编程或校验时,P2亦接收高位地址和一些控制信号。

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。此时,被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流(IIL)。

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。

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。

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。一般情况下,ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号,因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,可禁止ALE 操作。该位置位后,只有一条

MOVX 和MOVC指令才能将ALE 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 禁止位无效。

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AT89C52 由外部程序存储器取指令(或数

据)时,每个机器周期两次PSEN 有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次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 的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V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。

数据存储

编辑

AT89C52 有256 个字节的内部RAM,80H-FFH 高128 个字节与特殊功能寄存器(SFR)地址是重叠的,也就是高128字节的RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的,但物理上它们是分开的。

当一条指令访问7FH 以上的内部地址单元时,指令中使用的寻址方式是不同的,也即寻址方式决定是访问高128 字节RAM 还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。

例如,下面的直接寻址指令访问特殊功能寄存器0A0H(即P2 口)地址单元。

MOV 0A0H,#data

间接寻址指令访问高128 字节RAM,例如,下面的间接寻址指令中,R0 的内容为0A0H,则访问数据字节地址为0A0H,而不是P2 口(0A0H)。

MOV @R0,#data

堆栈操作也是间接寻址方式,所以,高128 位数据RAM 亦可作为堆栈区使用。

·定时器0和定时器1:

AT89C52的定时器0和定时器1 的工作方式与AT89C51 相同。

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