第8章AT89S51单片机的中断系统
AT89S51单片机介绍
2007年12月11日星期二 08:45AT89C2051是精简版的51单片机，精简掉了P0口和P2口，只有20引脚，但其内部集成了一个很实用的模拟比较器，特别适合开发精简的51应用系统，毕竟很多时候我们开发简单的产品时用不了全部32个I/O口，用AT89C2051更合适，芯片体积更小，而且AT89C2051的工作电压最低为2.7V，因此可以用来开发两节5号电池供电的便携式产品。
本文以ATMEL公司生产的51系列家族的AT89S51和AT89C2051两种单片机来讲解，两种单片机是目前最常用的单片机，其中AT89S51为标准51单片机，当然其功能比早期的51单片机更强大，支持ISP在系统编程技术，内置硬件看门狗。
一、AT89S51单片机引脚介绍AT89S51有PDIP、PLCC、TQFP三种封装方式，其中最常见的就是采用40Pin封装的双列直接PDIP封装，外形结构下图。
芯片共有40个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口（见右图）左边那列引脚逆时针数起，依次为1、2、3、4。
40，其中芯片的1脚顶上有个凹点（见右图）。
在单片机的40个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，控制引脚4根以及4组8位可编程I/O引脚32根。
1、主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源GND(Pin20)：接地线2、外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端3、控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
4、可编程输入/输出引脚（32根）AT89S51单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题问题详解汇总情况
第1章思考题及习题1参考答案一、填空1. 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为微控制器或嵌入式控制器2.单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将CPU、存储器、和I/O口三部分，通过内部总线连接在一起，集成于一块芯片上。
3. AT89S51单片机工作频率上限为33MHz MHz。
4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低成本和提高可靠性二、单选1. 单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是A．为了编程方便B．受器件的物理性能限制C．为了通用性D．为了提高运算速度2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A．辅助设计应用B．测量、控制应用C．数值计算应用D．数据处理应用3. 下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。
A．工业控制 B．家用电器的控制C．数据库管理 D．汽车电子设备三、判断对错1. STC系列单片机是8051内核的单片机。
对2. AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM、1个中断源、1个定时器（且具有捕捉功能）。
对3. 单片机是一种CPU。
错4. AT89S52单片机是微处理器。
错5. AT89S51片内的Flash程序存储器可在线写入（ISP），而AT89C52则不能。
对6. 为AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。
对7. 为AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。
对8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP的长处。
对第2章思考题及习题2参考答案一、填空1. 在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为2µs。
2. AT89S51单片机的机器周期等于12个时钟振荡周期。
3. 内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在字节的字节地址分别为28H和88H。
MCS-51单片机原理和接口技术习题参考答案
MCS-51单片机原理及接口技术习题参考答案第一章绪论1-1解答：第一台计算机的研制目的是为了计算复杂的数学难题。
它的特点是：计算机字长为12位，运算速度为5 000次/s，使用18 800个电子管，1 500个继电器，占地面积为150 m2，重达30 t，其造价为100多万美元。
它的诞生，标志着人类文明进入了一个新的历史阶段。
1-2解答：单片微型计算机简称单片机。
一个完整的单片机芯片至少有中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时/计数器及I/O接口等部件。
1-3解答：单片机的发展大致经历了四个阶段：第一阶段（1970—1974年），为4位单片机阶段；第二阶段（1974—1978年），为低中档8位单片机阶段；第三阶段（1978—1983年），为高档8位单片机阶段；第四阶段（1983年至今），为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机、32位单片机推出阶段。
1-4解答：Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品；Motorola公司的6801、6802、6803、6805、68HC11系列产品；Zilog公司的Z8、Super8系列产品；Atmel公司的AT89系列产品；Fairchild公司的F8和3870系列产品；TI公司的TMS7000系列产品；NS公司的NS8070系列产品；NEC公司的μCOM87（μPD7800）系列产品；National公司的MN6800系列产品；Hitachi公司的HD6301、HD63L05、HD6305。
1-5解答：（1）8031/8051/8751三种型号，称为8051子系列。
8031片内没有ROM，使用时需在片外接EPROM。
8051片内含有4KB的掩模ROM，其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。
8751片内含有4KB的EPROM，用户可以先用紫外线擦除器擦除，然后再利用开发机或编程器写入新的程序。
（2）8032A/8052A/8752A是8031/8051/8751的增强型，称为8052子系列。
第8章 AT89S51单片机外部存储器的扩展
WR RD
OE
CS
CS
A10-A8
A10-A8
G
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
2764
Vcc PGM NC A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
27128
Vcc PGM A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
8.2.2 外部地址锁存器 latch
常用的地址锁存器芯片有: 74LS373、74LS573。
1. 锁存器74LS373(重点掌握) 带有三态门的8D锁存器。
8.3
程序存储器EPROM的扩展
最常用的扩展程序存储器芯片是EPROM芯片。 如: (记忆)2764(8KB)/27128(16KB)/27256(32KB) 1k=210
采用的是全地址译码方式,AT89S51单片机发地址码时,每次 只能选中某一芯片以及该芯片的一个存储单元.这样,同类存储 器之间根本不会产生地址重叠的问题.
如果用74LS138把64K空间全部划分为每块4KB,如何划分呢？
（1）如果把P2.7通过一个非门与74LS138译码器G1端 连接起来，选中的是64KB空间的前32KB空间； （2）如果非门去掉，选中的是64KB空间的后32KB空间。
例3：采用线选法扩展2片8KB的RAM和2片8KB的EPROM。RAM芯片 选用2片6264。扩展2片EPROM芯片选用2764。
思考一下：各个存储器芯片所占的地址空间范围？
例4：采用译码法扩展2片8KB EPROM和2片8KB RAM。EPROM选用 2764，RAM选用6264。
(完整版)AT89S51单片机简介
一、AT89S51单片机简介AT89S51 为 ATMEL 所生产的可电气烧录清洗的 8051 相容单芯片,其内部程序代码容量为4KB(一）、AT89S51主要功能列举如下:1、为一般控制应用的 8 位单芯片2、晶片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz）3、内部程式存储器（ROM）为 4KB4、内部数据存储器（RAM）为 128B5、外部程序存储器可扩充至 64KB6、外部数据存储器可扩充至 64KB7、32 条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O 的控制8、5 个中断向量源9、2 组独立的 16 位定时器Array10、1 个全多工串行通信端口11、8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能12、单芯片提供位逻辑运算指令（二)、AT89S51各引脚功能介绍：VCC：AT89S51 电源正端输入，接+5V。
VSS：电源地端。
XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。
XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。
RESET：AT89S51的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。
EA/Vpp：”EA”为英文”External Access”的缩写,表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。
因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间.如果是使用 8751 内部程序空间时,此引脚要接成高电平。
此外,在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）.ALE/PROG:ALE是英文”Address Latch Enable"的缩写，表示地址锁存器启用信号。
MCS51的中断系统有几个中断源
MCS51的中断系统有几个中断源？几个中断优先级？中断优先级是如何控制的？在出现同级中断申请时，CPU按什么顺序响应（按由高级到低级的顺序写出各个中断源）？各个中断源的入口地址是多少？答：MCS51单片机有5个中断源，2个中断优先级，中断优先级由特殊功能寄存器IP控制，在出现同级中断申请时，CPU按如下顺序响应各个中断源的请求：INT0、T0、INT1、T1、串口，各个中断源的入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
1.A T89S51单片机有（ 5 ）个中断源，（ 2 ）级优先级中断．2.串行口的方式0的波特率为( fOSC/12 )。
2．如果(DPTR)=5678H，(SP)=42H，(3FH)=12H ，(40H)=34H，(41H)=50H，(42H)=80H，则执行下列指令后：POP DPH POP DPL RET 则：(PCH) =_34H_；（PCL）=_12H__；（DPH）=__80H__；（DPL）=__50H__；（4分）2．A T89S51采用6MHz的晶振，定时2ms，如用定时器方式1时的初值（16进制数）应为多少？（写出计算过程）（6分）答：机器周期6×106=2×10-6s=2uS 又方式1为16进制定时器.故（216—X）×2×10-6=2×10-3=>216-X=1000 =>X=65536-1000=64536 即初值=FC18H1. AT89S51单片机芯片共有40 个引脚，MCS-51系列单片机为8位单片机。
2. AT89S51的异步通信口为全双工（单工/半双工/全双工），3. AT89S51内部数据存储器的地址范围是00H-7FH，位地址空间的字节地址范围是20H-2FH，对应的位地址范围是00H-7FH，外部数据存储器的最大可扩展容量是64K字节。
4.A T89S51的中断源有外中断0，T0 ，外中断1，T1，串行口，有2个中断优先级8. 51系列单片机的典型芯片分别为AT89S51 、8031 、AT89C51 。
单片机原理与接口技术智慧树知到答案章节测试2023年桂林电子科技大学
第一章测试1.除了单片机这一名称之外，单片机还可称为_和_。
答案:2.在家用电器中使用单片机应属于微型计算机的（）A:辅助设计应用B:数值计算应用C:测量、控制应用D:数据处理应用答案:C3.单片机与普通计算机的不同之处在于其将_、_和___三部分集成于一块芯片上。
答案:4.8031的CPU是由RAM和EPROM所组成。
（）A:对B:错答案:B5.区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。
（）A:对B:错答案:A6.在MCS-51中，为使准双向的I/O 口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1。
（）A:错B:对答案:B7.PC可以看成是程序存储器的地址指针。
（）A:错B:对答案:B8.下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。
（）A:数据库管B:家用电器的控制C:汽车电子设备D:工业控制答案:A9.单片机是一种CPU.（）A:对B:错答案:A10.AT89S52单片机是微处理器。
（）A:错B:对答案:A第二章测试1.AT89S51 单片机不论是进入空闲模式还是掉电运行模式后，片内RAM和SFR中的内容均保持原来的状态。
（）A:错B:对答案:B2.AT89S51单片机进入掉电运行模式，CPU和片内的外围电路(如中断系统、串行口和定时器)均停止工作。
（）A:错B:对答案:B3.AT89S51单片机的掉电运行模式可采用响应中断方式来退出。
（）A:错B:对答案:B4.AT89S51单片机共有26个特殊功能寄存器，它们的位都是可以用软件设置的，因此都是可以位寻址的。
（）A:对B:错答案:B5.堆栈区是单片机内部的一个特殊区域，与RAM无关。
（）A:对B:错答案:B6.在MCS-51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为___。
答案:7.内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为(26H)。
若A中的内容为63H,那么，P标志位的值为___。
答案:8.使用8031单片机时，需将FA引脚接_电平，因为其片内无_存储器。
at89s51 中文数据手册
AT89S51中文资料AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes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合，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·灵活的在系统编程（ISP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。
AT89S51方框图引脚功能说明·Vcc：电源电压·GND：地·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I／0口，也即地址／数据总线复用口。
单片机概述
◆单板机 CPU芯片 存储器芯片、I/O接口芯片 芯片、 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片 和简单的I/O设备 小键盘、LED显示器 设备（ 显示器） 和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等 装配在一块印刷电路板上， 装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序 固化在ROM中），就构成了一台单板微型 （固化在ROM中），就构成了一台单板微型 计算机（简称单板机）。 计算机（简称单板机）。
2010-122010-12-2 12
1.3.2 单片机产品近况
◆ 80C51系列单片机产品繁多，主流地位已 80C51系列单片机产品繁多 系列单片机产品繁多，
经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产 80C51兼容的主要产 经形成，近年来推出的与80C51 品有： 品有：
﹡ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； 公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 公司的80C51 系列； ﹡Philips公司的80C51、80C552系列； 华邦公司的W78C51 W77C51高速低价系列 W78C51、 高速低价系列； ﹡华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列； ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 公司的ADμC8xx高精度ADC系列； ﹡ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列； LG公司的GMS90/97低压高速系列 公司的GMS90/97低压高速系列； ﹡LG公司的GMS90/97低压高速系列； Maxim公司的DS89C420高速 50MIPS）系列； 公司的DS89C420高速（ ﹡Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列； Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机 公司的C8051F系列高速SOC单片机。 ﹡Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。
单片机第8章 AT89S51单片机串行通信技术
单片机原理、应用与仿真
8.1.2电源控制寄存器PCON
AT89S51单片机的串口由2个数据缓冲器、1个移位寄存器和1 个串行控制寄存器等组成。数据缓冲器由串行接收缓冲器和发 送缓冲器构成，它们在物理上是独立的，既可以接收数据也可 以发送数据，还可以同时发送和接收数据。接收缓冲器只能读 出，不能写入，而发送缓冲器则只能写入，不能读出。它们共 用一个地址(99H)。
sm0sm1工作方式功能简述工作方式0移位寄存器工作方式波特率为12工作方式18位数据异步收发波特率可变工作方式29位数据异步收发波特率为32或64工作方式39位数据异步收发波特率可变表81串行通信工作方式单片机原理应用与仿真811串行口控制寄存器sconsm2
第8章 AT89S51单片机串行通信接 口技术
（1）电气特性
RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑1和逻 辑0，数据采用差分传输，抗干扰能力强，传输距离可达 到1200m，传输速率可达10Mb/s。
驱动器输出电平在-1.5V以下时为逻辑1，在+1.5V以上时 为逻辑0。接收器输入电平在-0.2V以下时为逻辑1，在 +0.2V以上为逻辑0。
FDH
--
14400
FCH
FEH
9600
FAH
FDH
4800
F4H
FAH
2400
单片机原理、应用与仿真
1200
E8H D0H
单片机原理及应用第二版张毅刚 课后习题答案
第1章单片机概述参考答案1．答：微控制器，嵌入式控制器2．答：CPU、存储器、I/O口、总线3．答：C4．答：B5．答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。
而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。
嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。
目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。
嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。
与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。
而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。
为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
6．答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。
它们的差别是在片内程序存储器上。
8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。
7．答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。
8．答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。
9．单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。
单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。
DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。
由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。
单片机第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1、AT89S52的串行异步通信口为（单工/半双工/全双工）。
答：全双工。
2. 串行通信波特率的单位是。
答：bit/s3. AT89S52的串行通信口若传送速率为每秒120帧，每帧10位，则波特率为答：12004．串行口的方式0的波特率为。
答：fosc/125．AT89S52单片机的通讯接口有和两种型式。
在串行通讯中，发送时要把数据转换成数据。
接收时又需把数据转换成数据。
答：并行，串行，并行，串行，串行，并行6．当用串行口进行串行通信时，为减小波特率误差，使用的时钟频率为 MHz。
答：11.05927．AT89S52单片机串行口的4种工作方式中，和的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关，另外两种方式的波特率是固定的。
答：方式1，方式38．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。
答：方式1。
9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。
答：相同的。
10．串行口工作方式1的波特率是。
答：方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率二、单选1．AT89S52的串行口扩展并行I/O口时，串行接口工作方式选择。
A. 方式0B.方式1C. 方式2D.方式3答：A2. 控制串行口工作方式的寄存器是。
A．TCON B.PCON C. TMOD D.SCON答：D三、判断对错1．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。
对2．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。
对3．串行通信方式2或方式3发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。
错4．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。
对5．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。
对6. 串行口工作方式1的波特率是固定的，为fosc/32。
错7. AT89S51单片机进行串行通信时，一定要占用一个定时器作为波特率发生器。
单片机第八章 AT89系列单片机系统的扩展z1
8.2.3 数据存储器的扩展
1．数据存储器概述 数据存储器即随机存取存储器，用于存放可随时修改的
数据信息。它与ROM不同，对RAM可以进行读、写两种操作 。RAM为易失性存储器， 断电后所存信息立即消失。
2
2．片内无程序存储器的最小应用系统 片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时，必须 在片外扩展程序存储器。 由于一般用做程序存储器的 E2PROM芯片不能锁存地址，故扩展时还应加一个地址 锁存器，构成一个三片最小系统，如图8-1b所示。该 图中74LS373为地址锁存器，用于锁存低8位地址。
3
8.1.2 系统扩展的内容与方法
IN改数据指针
DJNZ R7, AGAIN ; 判断数据是否传送完成
RET
END
26
【C51程序】：
#include <AT89X51.h>
#include <absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
11
图8-5 74LS138管脚图
图8-6 74LS138的译码关系
12
8.2存储器的扩展
8.2.1 存储器扩展概述 AT89S系列单片机具有64 KB的程序存储器空间， 其中 AT89S51单片机含有4 KB 的片内程序存储器。当单片机程 序超过4 KB时，就需要进行程序存储器的扩展。
AT89S系列单片机的数据存储器与程序存储器的地址空 间是互相独立的，其片外数据存储器的空间可达64 KB， 而片内的数据存储器空间只有128 B。如果片内的数据存 储器不够用时，则需进行数据存储器的扩展。
单片机应用和原理课件 AT89S51单片机外部存储器的扩展 演示文稿
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若全部高位地址线都参加译码，称为全译码；若仅部分高 位地址线参加译码，称为部分译码。部分译码存在着部分存 储器地址空间相重叠的情况。
1．线选法 是直接利用系统的某一高位地址线作为存储器芯片（或I/O
接口芯片）的“片选”控制信号。为此，只需要把用到的 高位地址线与存储器芯片的“片选”端直接连接即可。
1. 线选法 优点：电路简单，不需另外增加地址译码器硬件电路，体 积小，成本低。
缺点：可寻址的芯片数目受限制。另外，地址空间不连续， 每个存储单元的地址不唯一，这会给程序设计带来不便，适 用于外扩芯片数目不多的系统。
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8.1 系统扩展结构 AT89S51采用总线结构，使扩展易于实现，系统并行扩 展结构如图8-1所示。
图8-1 AT89S51单片机的系统并行扩展结构
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由图8-1可看出，系统扩展主要包括存储器扩展和I/O接口 部件扩展。
AT89S51存储器扩展即包括程序存储器扩展又包括数据 存储器扩展。AT89S51采用程序存储器空间和数据存储器空 间截然分开的哈佛结构。扩展后，形成了两个并行的外部存 储器空间。
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（2）74LS139 双2-4译码器。这两个译码器完全独立，分别有各自的数 据输入端、译码状态输出端以及数据输入允许端，引脚如图 8-4，真值表如表8-2（只给出其中的一组）。
图8-4 74LS139引脚
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以74LS138为例，如何地址分配。 例如，要扩8片8KB的RAM 6264，如何通过74LS138把 64KB空间分配给各个芯片？ 由74LS138真值表可知，把G1接到+5V，G2A* 、 G2B* 接地，P2.7、P2.6、P2.5（高3位地址线）分别接74LS138 的C、B、A端，对高3位地址译码，译码器8个输出Y7* ～ Y0* ，分别接到8片6264的各 “片选”端，实现8选1的片选。 低13位地址（P2.4～P2.0，P0.7～P0.0）完成对选中的 6264芯片中的各个存储单元的“单元选择”。这样就把 64KB存储器空间分成8个8KB空间了。
第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1. 单片机存储器的主要功能是存储和。
答：程序、数据。
2．假设外部数据存储器2000H单元的内容为80H，执行下列指令后累加器A中的内容为。
MOV P2，#20HMOV R0，#00HMOVX A，@R0答：80H。
3．在存储器扩展中，无论是线选法还是译码法最终都是为扩展芯片的端提供控制信号。
答：片选。
4．起止范围为0000H～3FFFH的数据存储器的容量是 KB。
答：16KB。
5．在AT89S52单片机中，PC和DPTR都用于提供地址，但PC是为访问存储器提供地址，而DPTR是为访问存储器提供地址。
答：程序、数据。
6．11条地址线可选个存储单元，16KB存储单元需要条地址线。
答：2K，14。
7．4KB RAM存储器的首地址若为0000H，则末地址为 H。
答：0FFF。
8．若单片机外扩32KB 数据存储器的首地址若为4000H，则末地址为 H。
答：BFFF9. 设计一个以AT89S52单片机为核心的系统，如果不外扩程序存储器，使其内部8KB闪烁程序存储器有效，则其引脚应该接。
答：EA*，+5V10．74LS138是具有3个输入的译码器芯片，其输出常作片选信号，可选中片芯片中的任一芯片，并且只有1路输出为电平，其它输出均为电平。
答：8，低，高；二、单选1．区分AT89S51单片机片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠方法是。
A．看其位于地址范围的低端还是高端B．看其离AT89S51单片机芯片的远近C．看其芯片的型号是ROM还是RAMD．看其是与RD信号连接还是与PSEN信号连接答：D2．访问片外数据存储器的寻址方式是。
A.立即寻址B.寄存器寻址C.寄存器间接寻址D.直接寻址答：C3．若要同时扩展4片2KB的RAM和4片4KB的ROM，则最少需要根地址线。
A、12B、13C、14D、154．当EA=1时，AT89S52单片机可以扩展的外部程序存储器的最大容量为。
A． 64KB B．60KB C．58KB D．56KB答：D5. 若某数据存储器芯片地址线为12根,那么它的存储容量为。
单片机AT89S51的概述
单片机AT89S51的概述AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes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。
单片机原理与应用(盛珣华)习题和思考题答案
习题和思考题答案第一章单片机概述1. 第一台电子数字计算机发明的年代和名称。
1946年、ENIAC。
2. 根据冯·诺依曼提出的经典结构，计算机由哪几部分组成？运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
3. 微型计算机机从20世纪70年代初问世以来，经历了哪四代的变化？经历了4位、8位、16位、32位四代的变化。
4. 微型计算机有哪些应用形式？系统机、单板机、单片机。
5. 什么叫单片机？其主要特点有哪些？单片机就是在一片半导体硅片上，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I／O、串行I／O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的用于测控领域的微型计算机，简称单片机。
单片机技术易于掌握和普及、功能齐全，应用广泛、发展迅速，前景广阔、嵌入容易，可靠性高。
6. 举例说明单片机的应用？略7. 当前单片机的主要产品有哪些？各自有何特点？MCS是Intel公司生产的单片机的系列符号，MCS-51系列单片机是Intel公司在MCS-48系列的基础上于20世纪80年代初发展起来的，是最早进入我国，并在我国应用最为广泛的单片机机型之一，也是单片机应用的主流品种。
其它型号的单片机：PIC单片机、TI公司单片机、A VR系列单片机。
8. 简述单片机应用系统的开发过程。
（1）根据应用系统的要求进行总体设计总体设计的目标是明确任务、需求分析和拟定设计方案，确定软硬件各自完成的任务等。
总体设计对应用系统是否能顺利完成起着重要的作用。
（2）硬件设计根据总体设计要求设计并制作硬件电路板（即目标系统），制作前可先用仿真软件（如Proteus软件）进行仿真，仿真通过后再用硬件实现并进行功能检测。
（3）软件设计软件编程并调试，目前一般用keil软件进行设计调试。
调试成功后将程序写入目标单片机芯片中。
（4）综合调试进行硬软件综合调试，检测应用系统是否达到设计的功能。
9. 说明单片机开发中仿真仪的作用。
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8.1.5 中断处理过程 对于不同的微型计算机系统，CPU进行中断处理的具体过程不
完全一样，即使是同一台微型计算机，由于中断方式的不同（如可
屏蔽中断、不可屏蔽中断等），中断处理也会有差别，但一个完整 的中断处理的基本过程应包括中断请求、中断判优、中断响应、中 断处理及中断返回等5个基本阶段。
中断的流程。
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（2）硬件排队法
实现中断优先级排队的硬件电路常用的有链式电路和优先级编
码电路。
图8-4 中断优先级编码电路
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2．中断嵌套
图8-5 中断嵌套过程示意图 华东交通大学徐春辉制作
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3．自动响应中断 中断源产生的中断请求是随机发生且无法预料的。因此，CPU 必须不断检测中断输入线上的中断请求信号，而且相邻两次检测必
单片微机原理 及应用
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第8 章
AT89S51单片机的中断系统
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内容提要 中断是微机系统中非常重要的一项技术，是对微处理器功能的有效扩展。利 用外部中断，微机系统可以实时响应外部设备的数据传输请求，能够及时处理外 部意外或紧急事件。本章主要介绍中断的基本概念，详细阐述AT89S51单片机的 中断系统结构和工作原理，并通过实例介绍其应用。 学习要点 了解中断的基本概念。 熟习AT89S51单片机的中断系统结构和工作原理。 掌握AT89S51单片机中断系统的使用方法，能熟练进行中断系统初始化编程 及中断服务程序的设计。
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8.2
AT89S51单片机的中断系统
中断系统结构图如图8-7所示。 中断系统有5个中断请求源（简称中断源），两个中断优
先级，可实现两级中断服务程序嵌套。
每一中断源可用软件独立控制为允许中断或关中断状态， 中断优先级均可用软件来设置。
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。 ① 自动关中断 响应中断后，自动关闭CPU的中断允许触发器，以防止其他中 断对现有中断的干扰。若要允许中断嵌套，则必须在中断服务程序 中的适当位置，用指令开放中断。 ② 保护断点 CPU在一条指令执行完毕后，响应中断，此时PC的值为下一 条指令的地址，即断点地址，为了使得CPU在执行完中断处理程序 后，仍能回到断点处继续执行主程序，必须在服务程序入口地址送 PC之前，将断点地址送入堆栈保护起来，这一工作由硬件自动完成 21 华东交通大学徐春辉制作 。
（1）保护现场 由于在执行服务程序时需要使用CPU的某些寄存器来进行运算 、传送、保存中间结果，这样一来，就使得断点处的这些寄存器的 原值被改变，中断返回后，继续执行主程序时就会产生错误。因此
，在正式执行服务程序之前必须采取保护措施，将断点处的有关寄
存器的值送入堆栈保护，具体保护哪些寄存器的内容，应根据具体 情况而定。
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（2）中断服务 执行中断源所需要的服务程序，不同的中断源有各自不同的服 务程序。 （3）恢复现场 执行完服务程序之后，要回到主程序。为此，必须将前面保护 现场时送到堆栈中的CPU各相应寄存器的内容，重新从堆栈中弹回 到各寄存器，使主程序能正确执行，这一工作称为恢复现场。 5. 中断返回 若CPU响应中断后已自动关中断，则是在返回主程序之前必须 用指令开中断，这样才能保证CPU在回到主程序后能响应新的中断 请求。为使服务程序执行完毕后能正确回到断点去执行主程序，在 中断服务程序的最后安排一条中断返回指令（RETI），该指令的功 能是将堆栈中保存的断点地址弹出到程序计数器PC中，以返回主程 序运行。中断响应和处理的过程如图8-6所示。
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1．中断请求 每个中断源都有一个中断请求触发器，它可以发出中断请求信
号，且可以保持一段时间，直至CPU响应该中断后才撤除这一请求
。 有些外设接口电路中还设置了中断屏蔽触发器，只有当其为非 屏蔽状态时，中断请求信号才能送给CPU，否则，即使有了中断请 求，也不能送给CPU，屏蔽触发器的状态可以用指令灵活设置。
1．外部设备中断源 打印机和键盘等计算机外设都可以用做中断源。 2．控制对象中断源 被控对象常常是实时控制计算机的主要中断源。
3．故障中断源
4．定时脉冲中断源 定时器/计数器溢出时产生的信号可引起CPU的中断，使CPU 可以进行定时或计数的处理，以便达到时间或计数控制的目的。 5．软件引起的中断源
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⑤ TF0：定时器/计数器T0溢出中断请求标志位。
T0计数后，溢出时，由硬件对TF0置“1”，向CPU申请中断 ，CPU响应TF0中断时，硬件自动对TF0清“0”，TF0也可由软件 清“0”。 ⑥ TF1：定时器/计数器T1的溢出中断请求标志位，功能和
TF0类似。
⑦ TR1、TR0这 2个位与中断无关。
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8.1.3 中断分类
1．按中断产生的位置分类 （1）外部中断，或称外部硬件实时中断，它是由外部送到 CPU的某一特定引脚上产生的。 （2）内部中断，或称软件指令中断，是为了处理程序运行过
程中发生的一些意按接受中断的方式分类 （1）可屏蔽中断 （2）非屏蔽中断，只要中断源提出请求，CPU就必须响应， 主要用于一些紧急情况的处理，如掉电等。
须不能相隔太长，否则就会影响响应中断的时效。通常，CPU总是
在每条指令的最后状态对中断请求进行一次检测。 CPU在响应中断时通常要自动做三件事： 一是自动关闭中断并把原执行程序的断点地址压入堆栈； 二是按中断源提供（或预先约定）的中断矢量自动转入相应中
断服务程序的执行；
三是自动或通过安排在中断服务程序中的指令来撤除本次中断 请求，以避免再次响应本次中断的请求。
当89S51复位后，TCON被清0,CPU关中断,所有中断请求被禁止。
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（2）串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器，字节地址为98H，可位寻址。
格式如图8-9所示。
低二位锁存串行口的发送中断和接收中断的中断请求标志 TI和RI，
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第8 章
目
录
8.1 中断技术概述
8.2 AT89S51单片机的中断系统 8.3 中断系统的程序设计及实例 8.4 AT89S51对外部中断源的扩展
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8.1
1．中断的定义
中断技术概述
8.1.1 中断的定义和作用
所谓“中断”，是指CPU暂时停止正在执行的程序，转去执 行请求CPU为之服务的内、外部事件的服务程序，待该服务程序执 行完后，又返回到被暂停的程序继续运行的过程。中断过程及生活
③ 转中断服务程序入口地址
由于一般情况下计算机带有多个中断源，计算机响应中断后必
须首先确定响应的是哪一个中断源的请求，然后将该中断源的服务 程序的第一条指令地址即入口地址送入PC，使CPU转去执行服务 程序。确定入口地址的具体方式，对于不同的CPU并不相同，通常 有两种方式。
软件查询法：对所有的中断源按照优先级别从高到低逐个查询
在实时控制系统中，被控系统的实时参量、超限数据和故障信
息等，必须为计算机及时采集、分析判断和处理，以便对系统实施 正确的调节和控制。CPU有了中断功能，系统的失常和故障就都可 以通过中断立刻通知CPU，使它可以迅速采集实时数据和故障信息 ，
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8.1.2 中断源
中断源是指引起CPU中断的事件，常见的中断源有如下几种。
址。特殊功能寄存器TCON的格式如图5-3所示。
图8-8
特殊功能寄存器TCON的格式
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TCON各标志位功能如下： ① IT0：选择外中断请求0为下降沿触发方式或低电平触发方 式：
IT0 = 0，为低电平触发方式。
IT0 = 1，为下降沿触发方式。 可由软件置“1”或清“0”。
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图8-2 中断优先级软件查询法的接口电路 华东交通大学徐春辉制作
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图8-3 中断优先级软件查询法的流程图 华东交通大学徐春辉制作
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图8-2是一个软件中断优先级排队的接口电路，它把8个外设的 中断请求触发器组合成一个端口，作为中断寄存器使用，并赋以地
址。各外设的中断请求信号相“或”后作为中断请求信号（INTR）
送给CPU，只要一个或多个外设有中断请求，都能向CPU提出中断 请求，CPU在查询时，读取中断寄存器端口的内容，从高位到低位 依次检测，先检测到的，就先执行相应的中断服务程序，由于寄存 器从高位到低位，依次是优先级高到低的中断源的中断请求触发器
的状态，故查询实现了优先级高的先响应。图8-3中给出了查询式
中断请求标志为IE1。
（3）定时器/计数器T0计数溢出发出的中断请求，中断请求标志 为TF0。 （4）定时器/计数器T1计数溢出发出的中断请求，中断请求标志 为TF1。
（5）串行口中断请求，中断请求标志为发送中断TI或接收中断
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2. 中断请求标志寄存器
5 个中断请求源的中断请求标志分别由 TCON 和 SCON 的 相应位锁存。 (1) 定时器/计数器控制寄存器TCON 为定时器/计数器的控制寄存器，字节地址为88H，可位寻
，先查到的即响应，该中断源的入口地址也就确定。 中断向量法：由被响应的中断源自动送上一个中断向量，不同
的中断源有各自不同的中断向量，根据中断向量经过某种计算或查 表，便可得到中断服务程序的入口地址，从而转入中断服务程序。
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4．中断处理
中断处理就是执行中断服务程序，一般要完成以下操作。