AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍

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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。

第2章 AT89S51单片机原理与基本应用系统

单片机实用教程第2章AT89S51单片机原理与基本应用系统本章主要内容1、单片机的内部结构与引脚功能2、单片机存储器空间配臵与功能3、汇编语言指令格式与内部RAM的操作指令4、单片机I/O输入输出端口结构及工作原理5、单片机基本应用系统一、AT89S51单片机内部结构（1）一个8位的CPU；（2）一个片内振荡器及时钟电路；（3）4KB的Flash ROM；（4）128B的内部RAM（5）可扩展64KB外部ROM和外部RAM的控制电路；（6）两个十六位的定时/计数器；（7）26个特殊功能寄存器（双数据指针）；（8）4个8位的并行口；（9）一个全双工的串行口；（10）5个中断源，两个外部中断，三个内部中断；（11）内部硬件看门狗电路；（12）一个SPI串行接口，用于芯片的在系统编程（ISP）。

1、电源VCC （P40）——芯片电源，接+5V 。

VSS （P20）——接电源地。

二、AT89S51单片机引脚功能2、时钟XTAL1（P19）——晶体振荡电路的反相器输入端XTAL2（P18）——晶体振荡电路的反相器输出端。

使用内部振荡电路时，该引脚外接石英晶体和补偿电容。

使用外部振荡输入时从XTAL2输入，此时XTAL1需接地。

3、控制控制引脚有4个，先学习其中的两个。

（1）RST/VPD——复位/备用电源RST复位功能是单片机正常工作必不可少的，因为复位可以使单片机从程序的开头运行，使单片机按照人们设计的程序运行，在单片机系统上电开始工作，或单片机系统由于外界干扰偏离正常运行，都需要复位。

AT89S51单片机是高电平复位，只要在该引脚上一段时间（两个机器周期以上）的高电平，单片机就复位。

在正常运行程序时该引脚为低电平。

VPD功能是在VCC掉电情况下，该引脚接备用电源，向片内的RAM供电，使RAM中的数据不丢失。

3、控制（2）EA/VPP——内外ROM选择/EPROM编程电源在通常的应用中EA功能是作为内部和外部ROM的选择端。

第2章 AT89S51单片机系统结构和

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2.2.1 8051结构

如图所示为8031、8051、8751的内部总体结构，该结构按功能可划分为8个组成部分，它们是通过片内单一总线连接起来的。微处理器（CPU）；数据存储器（RAM）；程序存储器（ROM/EPROM）；特殊功能寄存器（SFR）； I/O口；串行口；定时器/计数器及中断系统。

当AT89S51工作于节电模式时，CPU进入睡眠模式，但是所有的端口仍然保持工作状态。节电模式能够通过软件进入，在这个模式下，所有的内存数据和特殊功能寄存器的值均保持不变。节电模式能够被任何使能的中断和硬件复位所结束。当节电模式是由于硬件复位结束时，程序将从其进入节电模式的指令继续执行，为了避免在外部引脚有不可预测的输出，最好不要将写外部端口操作和读取外部内存放在节电模式指令后的下一步操作。
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2.2.4 特殊寄存器组（SFR）

AT89S51单片机中的特殊功能寄存器（SFR）是非常重要的内存单元，对于单片机的工程技术人员来说，理解了 SFR也就基本掌握了AT89S51单片机。 AT89S51单片机的SFR包括内部的I/O口锁存器、累加器、定时器、串行口、中断等各种控制寄存器和状态寄存器，共26个SFR，它们离散地分布在80H~0FFH的SFR地址空间内，其余空缺内存位置为保留空间，为将来单片机内核升级使用，特殊功能寄存器名及对应的地址

SP是一个8为的SFR，它用来指示出堆栈顶部在内部RAM 块中的位置。系统复位后SP的值为07H，若不对SP设置初值，则堆栈在08H开始的区域，为了不占用工作寄存器R0～R7的地址，一般在编程时应设置SP的初值。数据进入堆栈前，SP加1（成为压栈）；数据从堆栈中取出（成为出栈）后，SP减1。

(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。

第7章AT89S51单片机的串行口

PCONSMOD — — — GF1 GF0 PD IDL
GF1,GF0:用户可自行定义使用的通用标志位 GF1: General purpose Flag bit. GF0 :General purpose Fபைடு நூலகம்ag bit.
PD:掉电方式控制位 Power Down bit. =0:常规工作方式. =1:进入掉电方式:振荡器停振片内RAM和SRF的
例如:120字符/秒,1个字符10位, 波特率为:120×10=1200bps 平均每一位传送占用时间:Td=1/1200=0.833ms
常用的波特率有:(离散) 19200/9600/4800/2400/1200/600/300/150/100
/50, 还有10M/100M
7.1.1 与串行通信有关的寄存器
TB8:在串行工作方式2和方式3中,是要发送的第9位数据。 The 9th bit that will be transmitted in modes 2&3. Set/Cleared
by software 多机通信中: TB8=0 表示发送的是数据;
TB8=1 表示发送的是地址.
RB8:在串行工作方式2和方式3中,是收到的第9位数据.该数据来自发
REN:串行口接收允许控制位 Set/Cleared by software to Enable/Disable reception
=1 允许接收; (SETB REN) =0 禁止接收.
系统复位后,REN=0,不允许接受
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
模式选择多机通讯位允许接收位发送、接收第9位发送、接收标志
1
1
3 Split timer mode (Timer 0) TL0 is an 8-bit Timer/Counter controlled by the

第2章 AT89S51单片机硬件结构

P3 P2
10
2. 2 AT89S51单片机的引脚与功能
11
2. 2 AT89S51单片机的引脚与功能
总结：外ROM占用单片机的三个控制脚
外RAM借用P3.6/WR P3.7/RD 做写读信号输出脚逻辑符号
vcc vss P1 P3 晶振
P0 P2
DBUS/ABUS分时复用 ABUS高8位（16地址线、8数据线）
25
2.4 AT89S51存储器的结构
三.区别四空间地址的三种方法 1.用/EA区别内外ROM /EA=0时（接地），CPU从外ROM取指执行（内ROM）不用 /EA=1时（接+5V），CPU从内ROM取指执行，但当地址>4KB 时，转而从外ROM取指执行（前4K浪费掉） 2.三种不同指令，使CPU分别指向（访问）四个不同的地址空间之一 ①CPU—内RAM 使用MOV指令：使用8位地址码；该指令不产生外部读写信号 ②CPU—外RAM 使用MOVX指令；一般使用16位地址码该指令产生读/写信号之一 P3.6/WR—写外RAM P3.7/RD—读外RAM
控制器
振荡器
XTAL1 OSC C1 C2 XTAL2
P3口驱动器
P1口驱动器
P3口锁存器
P1口锁存器
I/O口
P3.0~P3.7 P1.0~P1.7
13
2. 3 AT89S51的CPU
中央处理器（CPU）
CPU由运算器和控制器组成，它是单片机的核心，完成运算和控制操作。一. 运算器运算器：运算器的核心是ALU 另外三个：ACC.B.PSW 功能： 1.ALU可完成 + - * / —四则与、或、非、异或—逻辑其他：加1、减1、比较、移位

AT89S51 单片机的硬件组成_单片机原理及接口技术（第2版）_[共2页]

14 第2
章
AT89S51单片机的片内硬件结构【内容概要】本章介绍AT89S51单片机的片内硬件结构。

读者应牢记AT89S51单片机的片内硬件结构，以及片内外设资源的基本功能及工作原理，重点掌握AT89S51单片机的存储器结构、常见的特殊功能寄存器的基本功能以及复位电路与时钟电路的设计，掌握单片机最小系统的概念。

最后介绍低功耗节电模式。

本章的学习目的是为单片机应用系统的硬件设计打下基础。

单片机应用的特点是编写程序来控制硬件电路，所以，读者应首先熟知并掌握AT89S51单片机片内硬件的基本结构和特点。

2.1 AT89S51单片机的硬件组成
AT89S51单片机片内硬件结构如图2-1所示，它把那些作为控制应用所必需的基本外围部件都集成在一个集成电路芯片上。

AT89S51单片机具有如下部件及特性。

图2-1 AT89S51单片机片内结构
（1）8位CPU。

（2）数据存储器（128B RAM）。

（3）程序存储器（4KB Flash ROM）。

AT89S51单片机的硬件结构

1．电源引脚（1）Vcc（40脚）：+5V电源；（2）Vss（20脚）：接地。
2．时钟引脚
（1）XTAL1（19脚）：如果采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。
（2）XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。 2.2.2 控制引脚提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。
(1) RST/VPD(9脚)：复位与备用电源。
第2章 AT89S51单片机的硬件结构
2.1 AT89S51单片机片内部结构
各功能部件介绍：
1.CPU（微处理器） 8位微处理器 2.数据存储器（RAM）片内为128个字节 3.程序存储器 AT89S51 4KB Flash ROM 4.中断系统 6个中断源、2级优先级； 5.定时器/计数器 2个可编程的16位定时器/计数器 6. 串行口 1个全双工的异步串行口，四种工作方式。
2.5.3 P2端口字节地址为A0H，位地址A0H～A7H。
在实际应用中，因为P2口用于提供高位地址，有一个多路转接开关MUX。但MUX的一个输入端不再是 “地址/数据”，而是单一的“地址”，因为P2口只作为地址线使用。当P2口用作为地址线使用时，多路转接开关应接向“地址”端。正因为只作为地址线使用，口的输出用不着是三态的，所以，P2口也是一个准双向口。 P2口也可作为通用I/O口使用，这时，多路转接开关接向锁存器Q端。
44只引脚方形封装方式（4只无用）
40只引脚按功能分为3类：
（1）电源及时钟引脚: Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。
（2）控制引脚： PSEN*、EA* 、ALE、RESET （即 RST）。（3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。
2.2.1 电源及时钟引脚

2-07 P0口内部结构与特性

8
2-07
P0口内部结构与特性
Harbin Institute of Technology
1
P0口~ P3口
- 概述
AT89S51单片机共有4个I/O端口： P0~P3口端口组成：每个端口8位，每位均由输出锁存器、输出驱动器和输入
缓冲器组成，输出锁存器属特殊功能寄存器。 4个端口均可位寻址。
2
P0口
- 位电路结构 P0口为双功能的8位并行端口，字节地址为80H，位地址为80H～87H。
图 P0口位电路结构
3
P0口
- 工作原理
P0口工作过程分析（1）P0口用作复用的地址/数据总线用
当作为地址或数据输出时，“控制”信号为1，硬件自动使转接开关MUX打向上面，接通反相器的输出，同时使“与门” 开启。当输出的地址/数据信息=1，“与门”输出为1，上方场效应管导通，下方场效应管截止，P0.x引脚输出为1。当输出的地址/数据信息=0，上方场效应管截止，下方场效应管导通，P0.x引脚输出为0。
5
P0口
- 工作原理
具有高阻抗输入的I/O口应具有高电平、低电平和高阻抗3种状态的端口，是真正的双向端口，简称双向口。（2）P0口用作通用I/O口对应的“控制”信号=0，MUX打向下面，接通锁存器的Q*端，“与门”输出为0，上方场效应管截止，形成的P0口输出电路为漏极开路输出。 P0口作输出口时，CPU的“写”脉冲加在D锁存器的CP端，内部总线上的数据写入D锁存器，并由引脚P0.x输出。
4
P0口
- 工作原理
由上、下两个场效应管形成的推拉式结构，大大提高负载能力，上方的场效应管这时起到内部上拉电阻的作用。当P0口作为数据输入时，仅从外部引脚读入信息，“控制”信号为0，MUX接通锁存器Q*端。 P0口作为地址/数据复用方式访问外部存储器时，CPU自动向P0口写入FFH，使下方场效应管截止，上方场效应管由于控制信号为0也截止，从而保证数据信息的高阻抗输入，从外部输入的数据直接由P0.x引脚通过输入缓冲器BUF2进入内部总线。

AT89S51单片机的硬件结构

第二章 AT89S51 单片机的硬件结构第二章 AT89S51 单片机的硬件结构本章“从内到外”主要讲述关于AT89S51单片机的一些基础知识。

首先介绍AT89S51单片机的组成、CPU 、存储器组织以及特殊功能寄存器（SFR），然后，详细讲解了AT89S51的引脚分布及其功能；最后，讨论了使用AT89S51单片机时的时钟和复位电路。

2.1 AT89S51 单片机的组成如前所述，AT89S51单片机与MCS-51完全兼容，内部的结构如图2.1所示：从功能上分，它包括如下部件：一个8位中央处理器（CPU）；4K可在线编程Flash ；128字节RAM与特殊功能寄存器；2个16位定时/计数器；中断逻辑控制电路；一个全双工串行接口（UART）；32条可编程的I／O口线；另外，还包括一些寄存器如程序计数器PC 、程序状态寄存器PSW 、堆栈指针寄存器SP 、数据指针寄存器DPTR等部件。

2.2 AT89S51 单片机 CPU 的结构CPU是单片机的核心，它主要由运算器（ALU）、时序控制逻辑电路（控制器）以及各种寄存器等部件组成。

（ 1 ）运算器的功能是进行算术和逻辑运算。

它主要由算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）和寄存器组成，实现“加、减、乘、除、比较”等算术运算和“与、或、异或、求补、循环”等逻辑操作。

运算器中还包含一个布尔处理器，可以执行置位、清零、求补、取反、测试、逻辑与、逻辑或等操作，为单片机的应用提供了极大的便利。

（ 2 ）控制器的主要功能是产生各种控制信号和时序。

在CPU内部协调各寄存器之间的数据传送，完成ALU的各种算术或逻辑运算操作；在CPU访问外部存储器或端口时，提供地址锁存信号ALE、外部程序存贮器选通信号PSEN以及读（/RD）、写（/WR）等控制信号。

（ 3 ）寄存器。

CPU中还有一些寄存器，如累加器（ACC）、程序状态字（PSW）、B寄存器、程序计数器PC 、堆栈指针（SP）、指令寄存器（IR）等，这些寄存器有的在片内特殊功能寄存器空间有地址映像，它们既可看作CPU的寄存器，也可看作具有确定单元的存储单元。

第2章 AT89S51单片机的内部结构

（10）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式
下的中断恢复模式；
（11）3个程序加密锁定位。
与AT89C51相比，AT89S51有更突出的优点：
（1）增加在线可编程功能ISP（In System Program），字节和页编程，现场程序调试和修改更加方便灵活；
（2）数据指针增加到两个，方便了对片外RAM的访问过程；
可作为通用的I/O口使用。作为通用I/O输入，应先向端口输出锁存器写入1。可驱动4个LS型TTL负载。
P3口还可提供第二功能。第二功能定义见表2-1，应熟记。
单片机原理及. 应用
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RIWNDRT 01
单片机原理及. 应用
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综上所述，P0口可作为总线口，为双向口。作为通用的I/O 口使用时，为准双向口，这时需加上拉电阻。P1口、P2口、P3 口均为准双向口。
单片机原理及. 应用
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当看门狗定时器溢出输出时，该脚将输出长达96个时钟振荡周期的高电平。
（2）E A /VPP (Enable Address/Voltage Pulse of
Programing，31脚) E A ：引脚第一功能：外部程序存储器访问允许控制端。 E A =1，在PC值不超出0FFFH（即不超出片内4KB Flash存
2.5节后，将会有深刻的理解。
单片机原理及. 应用
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2.3 AT89S51的微处理器
由图2-1可见，CPU由运算器和控制器构成。
2.3.1 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算单元ALU、累加器A、位处理器、程序状态字寄存器 PSW及两个暂存器等。

AT89S51单片机原理及应用技术第2章

VPP功能：对片内Flash存储器并行编程时，接编程电压。（3）ALE/PROG（Address Latch Enable/Program Pulse，30引脚）：低8 位地址锁存信号/编程脉冲。
双功能引脚，ALE功能是输出端，PROG功能是输入端。 ALE功能：是为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器时提供低 8位地址锁存信号输出，将低8位地址信号锁存在外部的低8位地址锁存器中。ALE信号是下降沿有效。当单片机正常运行时，不包括访问外部数据存储器操作，ALE引脚一直有周期性正脉冲信号输出，信号频率固定为单片机时钟振荡器频率fosc的1/6，此信号可用作外部定时或触发信号；每当单片
AT89S51单片机的主要特性参数如下：与MCS-51系列产品完全兼容。 4K字节在系统编程(ISP) Flash存储器，承受10000次擦写周期。 4.0-6.0V的工作电压范围。全静态工作方式：0MHz-33 MHz。 3级程序加密位。 128×8位内部RAM。 32个可编程I/O端口线。 2个16位定时/计数器。 5个中断源。全双工UART串行口。低功耗空闲和掉电方式。掉电方式的中断唤醒功能。
2.1 AT89S51的内部结构及外部引脚特性
通用I/O端口：没有第三态，为准双向I/O端口。P1口作为通用I/O端口输入时，应先向端口锁存器写入1（FFH），然后再输入（读引脚）；作为通用I/O端口输出时，P1口可驱动4个LS型TTL负载。
串行编程接口：引脚P1.5/MOSI、P1.6/MISO和P1.7/SCK（Serial Clock）可用于对片内Flash存储器串行编程和校验，分别是串行数据输入、串行数据输出和串行移位脉冲（串行时钟）引脚。
另外，该引脚可接上备用电源，当主电源发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该备用电源为片内RAM供电，以保证RAM中的数据不会丢失。

AT89C51单片机的串行口

图7-3 （1）SMOD—波特率选择位
例如：方式1的波特率的计算公式为：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率
也称SMOD位为波特率倍增位。
（2）GF1、GF0—通用标志位这两个标志位可供用户使用，可用软件置1或清0。两个标志位
用户应充分利用。（3）PD—掉电方式位若PD=1，单片机进入掉电工作方式。
（4）IDL—待机方式位 IDL=1，单片机进入待机工作方式。
7.2 串行口的4种工作方式 7.2.1 方式0 同步移位寄存器方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O
口。 8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。
波特率固定为fosc/12。
帧格式如下：
1．方式0发送当CPU执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个
响。若fosc=12MHz，波特率为fosc/12即1Mb/s。（2）方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc
若fosc=12MHz: SMOD=0 波特率=187.5kb/s； SMOD=1 波特率=375kb/s
（3）方式1或方式3时，波特率为：波特率=（2SMOD/64）×T1的溢出率
图7-1 控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。 7.1.1 串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图7-2所示。
图7-2
（1）SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位
表7-1 串行口的4种工作方式
SM0 SM1 方式
功能说明
0 0 0 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口）
RETI
；中断返回
2．方式2接收
SM0、SM1=10，且REN=1。数据由RXD端输入，接收11位信息。当位检测到RXD从1到0的负跳变，并判断起始位有效后，开始收一帧信息。在接收器完第9位数据后，需满足两个条件，才能将接收到的数据送入SBUF。

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。

第三章 AT89S51单片机的结构和原理.

P2.7 28
14 P3.4/T0
P2.6 27
15 P3.5/T1
P2.5 26
16 P3.6/WR
P2.4 25
17 P3.7/RD
P2.3 24
18 XTAL2
P2.2 23
19 XTAL1
P2.1 22
20 GND
P2.0 21
12 13 P3.6/WR 14 P3.7/RD 15 XTAL2 16 XTAL1 17 GND 18 NC 19 P2.0 20 P2.1 21 P2.2 22 P2.3
二、AT89S51单片机的片外总线结构
I/O
1 P1.0
2 P1.1
3 4 5 6 7 8 10 11 12 13
P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD TXD INT0 INT1
14 T0
CB
15 16 17 18 19 ALE 30 31 29 9
T1 WR RD XTAL2 XTAL1 ALE/PROG EA/VP PSEN RESET
(外部中断0） (外部中断1） T0(定时器0的计数输入） T1(定时器1的计数输入）（外部数据存储器写脉冲） (外部数据存储器读脉冲）
第二节 AT89S51单片机的引脚及片外总线结构
一、AT89S51单片机芯片引脚描述
1 P1.0
Vcc 40
2 P1.1
P0.0 39
3 P1.2
P0.1 38
图3-4 P1口的一位结构图
单片机的引脚（P0口）
P0.0—P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉）
寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。

第2章AT89S51单片机硬件结构

冯·诺依曼型
存储器
控A制LU部）件
中央处理器 CPU
输入/输出部件
算逻部件（ALU）
单片机体系结构
程序存储器
数据存储器
控制部件中央处理器
CPU
23
输入/输出部件
哈佛型
23
AT89S51单片机存储器的结构
89S51存储器
程序存储器ROM 数据存储器RAM
片内程序存储器片外程序存储器片内数据存储器片外数据存储器
每个口可以用作输入，也可以用作输出，还兼有其它复合功能。
两个可编程16位定时/计数器:
每个定时/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。
一个看门狗定时器
5
一个全双工UART的串行I/O口:
可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。 UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置
EA=0 0000H
7FH
内部 RAM 128B
00H
0000H
程序存储器地址空间
数据存储器地址空间
பைடு நூலகம்26
程序存储器（ROM）
ROM用于存放程序及表格常数，读取 ROM的指令为 “MOVC”。
89C51片内有4KB的ROM，外部可用16位地址线扩展到最大64KB的ROM空间。
片内ROM和外部扩展ROM是统一编址的。
由用户定义使用的标志位。用户可根据需要用软件方法置位或复位。
16
16
PSW（程序状态字）
RS1和RS0（PSW.4 和 PSW.3 ）—— 工作寄存器组选择位