第四讲-AT89C51单片机的结构及引脚功能

第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江第四讲:AT89C51单片机的结构及引脚功能一、AT89C51单片机的结构二、AT89C51单片机的引脚功能第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江一、AT89C51单片机的结构1、ATMEL89系列单片机简介（1）特点：ATMEL89系列(以下简称AT89)单片机是美国ATMEL公司生产的8位高性能单片机，其主要技术优势是内部含有可编程Flash存储器，用户可以很方便地进行程序的擦写操作，在嵌入式控制领域中被广泛的应用。AT89系列单片机与工业标准MCS-51系列单片机的指令组和引脚是兼容的，因而可替代MCS-51系列单片机使用。（2）分类：AT89系列单片机可分为标准型、低档型和高档型三种类型。表1-1列举出AT89系列单片机的概况。第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江表1-1AT89系列单片机概况型号AT89C51AT89C52AT89C1051AT89C2051AT89S8252档次标准型低档型高档型Flash/KB48128片内RAM/B12825664128256I/O/条3232151532定时器/个23123中断源/个68369串行接口/个11111M加密/级33223片内振荡器有有有有有EEPROM/KB无无无无2第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江2、AT89C51单片机的结构（见14页图2-1）单片机的定义→内部有哪些部件→AT89C51单片机的内部结构框图（1）8位中央处理器（CPU）核心部件，被喻为单片机的大脑和心脏。组成：运算器、控制器、专用寄存器（SFR）等。功能：读取用户程序并执行。具体功能有二：①控制：产生各种控制信号，保证各部件协调一致地工作；②运算：算术、逻辑、位操作等运算。（2）内部数据存储器（内部RAM）共256个RAM单元，分为①低1238B：内部数据存储器②高128B：存放21个专用寄存器（SFR）作用：存放数据、运算的中间结果等。特点：断电，其中的信息将丢失。（3）内部程序存储器（内部ROM）4 KB的闪存程序存储器(FlashROM)，用于存放编好的程序以及程序中到的原始数据（常数）或表格。第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江P0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器RAMRAM地址寄存器BACCTMP1TMP2PSWP1驱动器P1锁存器P3驱动器P3锁存器OSC定时控制逻辑电路指令寄存器PCONSCONTMODTCONT2CONTH0TL0TH1TH2TL2RCAP2H*RCAP2L*中断、串行口，定时器逻辑TL1SBUFIEIPFlash程序地址寄存器缓冲器PC加1器程序计数器DPTRP0.0～P0.7P2.0～P2.7ALUSPP1.0～P1.7P3.0～P3.7PSENALERSTEAXTAL1XTAL2VCCGND*只在AT89C52中有图2-1AT89C51内部结构框图第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江（4）定时器/计数器T0（TH0、TL0）；T1（TH1、TL1）2个，16位。功能：实现定时或计数，并以其定时或计数的结果对计算机进行控制。（5）并行I/O口共有4个8位的并行I/O端口，分别命名为P0口、P1口、P2口、P3口。功能：实现数据的并行I/O。（6）串行口有1个全双工的可编程串行I/O端口。功能：实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。（7）中断控制系统共有5个中断源：外中断2个，定时器/计数器中断2个，串行口中断1个。第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江（8）时钟电路（OSC）由反向放大器反馈连接组成。外接稳频元件石英晶体和微调电容。为单片机产生时钟脉冲序列，系统允许的最高晶振频率为12MHz，一般选6MHz。（9）内部总线（三总线）系统总线：将中央处理器、存储器和输入/输出接口等相对独立的功能部件连接起来进行信息交换的公共通道。①数据总线(DB)：用于传递数据信号。共8条：D0~D7②地址总线(AB)：用于传递地址信号。共16条：A0~A15③控制总线(CB)：用于传递控制信号。因机型而异。第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江二、AT89C51单片机的引脚功能AT89C51有40条引脚，与其他51系列单片机引脚是兼容的。这40条引脚可分为电源线、I/O端口线、外接晶体线（或叫时钟线）、控制线四部分。其封装形式有两种：双列直插封装(DIP)形式和方形封装形式，如图2-2所示。1、电源线（2条）Vcc（40）：主电源+5VGND（20）：电源接地端2、外接晶体引脚（2条，也叫时钟线）XTAL1（19）、XTAL2（18）：外接晶振引线端。当使用内部时钟时，这两个引脚外接石英晶振和微调电容。当使用外部信号源时，XTAL2接信号源，XTAL1接地。第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221(T2)P1.0(T2EX)P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(RXD)P3.0(TXD)P3.1(T0)P3.4(T1)P3.5XTAL2XTAL1GND(TNT0)P3.2(TNT1)P3.3(WR)P3.6(RD)P3.7VCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)P2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)EA/VPPALE/PROGPSENP1.5P1.6P1.7RST(RXD)P3.0NC(TXD)P3.1(INT0)P3.2(INT1)P3.3(T0)P3.4(T1)P3.5P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPPNCALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)789101112131415161739383736353433323130291819202122232425262728P1.4P1.3P1.2P1.1(T2EX)P1.0(T2)NCVCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)(WR)P3.6(RD)P3.7XTAL2XTAL1GNDNC(A8)P2.0(A9)P2.1(A10)P2.2(A11)P2.3(A12)P2.46543214443424140(a)(b)图2-2AT89C51封装和引脚分配图(a)双列直插式封装；(b)方形封装第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江3、I/O端口引脚（32条）（1）P0.0~P0.7（39~32脚）：P0口的8位准双向I/O端口线。第一功能：普通的I/O口。用于传送用户输入/输出的信息。第二功能：在对单片机总线扩展时，用于分时传送用户输入/输出的数据和低8位地址（A0~A7）负载能力：每位能驱动8个LSTTL负载。（2）P1.0~P1.7（1~8脚）：P1口的8位准双向I/O端口线。功能：用于传送用户输入/输出的信息（即普通的I/O口）。负载能力：每位能驱动4个LSTTL负载。第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江（3）P2.0~P2.7（21~28脚）：P2口的8位准双向I/O端口线。第一功能：普通的I/O口。用于传送用户输入/输出的信息。第二功能：在对单片机总线扩展时，用于分时传送高8位地址（A8~A15）负载能力：每位能驱动4个LSTTL负载。（4）P3.0~P3.7（10~17脚）：P3口的8位准双向I/O端口线。第一功能：普通的I/O口。用于传送用户输入/输出的信息。第二功能：见21页表2-3所示。负载能力：每位能驱动4个LSTTL负载。第2章AT89C51单片机结构和原理主讲：吴政江4、控制线（4条）AT89C51单片机的控制线有以下几种：（1）RST/VPD(9脚)：复位输入端，高电平有效。当振荡器运行时，在该引脚上出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。（2）ALE/(30脚)：地址锁存允许/编程信号线。用于将P0口送出的片外存储器的低8位地址锁存到外部地址锁存器中。（3）(29脚)：外部程序存储器的读选通线。（4）/VPP(31脚)：片外ROM允许访问端/编程电源端。PROGPSENEA