AT89C51单片机的结构《单片机》解析
AT89C51单片机简介
4.1 AT89C51 简介：AT89C51（如图2-10所示）是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51单片机示意图（4-2-1）VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
AT89C51单片机的基本结构和工作原理
AT89C51单片机的基本结构和工作原理AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机，由美国公司Intel （现已被英特尔收购）开发。
它采用CMOS技术制造，在各种工业、汽车和家用电器等领域广泛应用。
AT89C51的基本结构和工作原理如下：一、基本结构：1.中央处理单元（CPU）：中央处理单元是AT89C51单片机的控制中心，负责执行程序指令、算术运算和逻辑操作等。
它包括一个8位的累加寄存器ACC、一个8位的指令寄存器IR和一个8位的程序计数器PC。
2.存储器：AT89C51单片机包括4KB的内部闪存ROM用于存储程序代码，并具有可擦写和可编程的特性。
此外，还有128字节的RAM用于存储各种变量和中间结果。
3.输入输出端口（IO）：AT89C51单片机有四个8位的IO口（P0、P1、P2和P3），可分别用作输入和输出。
每个IO口都可以设置为输入或输出模式，并且可以具有内部上拉电阻。
4. 定时器/计数器：AT89C51单片机包含两个定时器/计数器（Timer 0和Timer 1），用于产生定时和延时功能。
这两个定时器/计数器都可以工作在8位或16位模式下，并可以设置为定时、计数和波形发生器等不同功能。
5.串行数据通信接口（控制模式）：AT89C51单片机具有一个可编程的串行数据通信接口，支持全双工和半双工模式。
它可以与其他外部设备如传感器、LCD显示器和电脑等进行通信。
二、工作原理：1.程序执行过程：首先，AT89C51单片机将程序代码从ROM存储器中读取到指令寄存器IR中。
然后，指令寄存器将指令传输给中央处理单元CPU。
CPU根据指令类型执行不同的操作，如算术运算、逻辑判断、数据读写等。
执行完一条指令后，程序计数器PC将自动递增，指向下一条指令的地址，继续执行。
2.IO交互：AT89C51单片机的IO口可以用作输入和输出。
在输入模式下，IO口可以接收来自外部设备的信号，并传输给中央处理单元CPU。
AT89C51系列单片机介绍
3.1 AT89C51系列单片机介绍3.1.1 AT89C51系列基本组成及特性AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
而在众多的51系列单片机中，要算 ATMEL 公司的AT89C51更实用，也是一种高效微控制器，因为它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器，用户可以用电的方式达到瞬间擦除、改写。
而这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。
AT89C51基本功能描述如下：AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，而且在其片种还有4k字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。
它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。
AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积, 增加系统的可靠性，降低了系统成本。
只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用户。
可用5V电压编程，而且写入时间仅10毫秒, 仅为8751/87C51 的擦除时间的百分之一，与8751/87C51的12V电压擦写相比, 不易损坏器件, 没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。
AT89C51 芯片提供三级程序存储器锁定加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段, 能完全保证程序或系统不被仿制。
另外,AT89C51 还具有MCS-51系列单片机的所有优点。
128×8 位内部RAM, 32 位双向输入输出线, 两个十六位定时器/计时器, 5个中断源, 两级中断优先级, 一个全双工异步串行口及时钟发生器等。
AT89C51有间歇、掉电两种工作模式。
间歇模式是由软件来设置的, 当外围器件仍然处于工作状态时, CPU可根据工作情况适时地进入睡眠状态, 内部RAM和所有特殊的寄存器值将保持不变。
AT89C51单片机结构和原理
AT89C51单片机结构和原理一、结构1.CPUAT89C51采用了MCS-51指令集架构。
它拥有一个8位的累加器(A)和一个8位的状态字寄存器（PSW），以及一组8位的通用寄存器（R0～R7）。
它还包含若干片内部特殊功能寄存器（SFR），用于控制和通信。
2.存储器（1）程序存储器：程序存储器用于存储用户编写的程序代码，它的容量为64KB，可以存储16位的指令。
程序存储器采用闪存技术，可擦写和重新编程。
（2）数据存储器：数据存储器用于存储程序运行中的各种数据，包括RAM和ROM两种类型。
- RAM(Random Access Memory)：AT89C51具有128字节的RAM空间，用于存储临时变量和数据。
- ROM(Read Only Memory)：AT89C51拥有4KB的ROM空间，用于存储常量和只读数据。
3.计时/计数器4.I/O口二、原理1.时钟2.中断AT89C51单片机支持两种类型的中断：外部中断和定时器/计数器中断。
外部中断可以由外部设备触发，如按键等；定时器/计数器中断可以由定时器溢出或计数到达指定值时触发。
中断允许在程序执行的任何时候跳转到一个中断服务程序并执行完后返回。
3.I/O口4.程序执行（1）取指令：CPU从程序存储器中读取指令，并将其存储在指令寄存器IR中。
（2）译码：CPU根据IR中的指令，识别出需要执行的操作，并将该操作传递给相应的功能单元。
（3）执行：根据译码结果，通过ALU（算术逻辑单元）对数据进行运算和逻辑操作。
（4）更新：将执行结果存储在目标寄存器或内存中，并更新状态字寄存器PSW。
总结：AT89C51单片机是一种经典的8位单片机，它的结构主要包括CPU、存储器、计时/计数器和I/O口。
它采用闪存技术的程序存储器、RAM和ROM的数据存储器，具有时钟、中断、I/O口和程序执行的原理。
AT89C51单片机广泛应用于各种嵌入式系统中，具有强大的功能和灵活的扩展性。
经典：AT89C51单片机硬件结构
INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6
RD/P3.7 XTAL2
17XTAL1 VSS
1
40
2
39
3
38
4
37
5
36
6
35
7
34
8
33
9 8051 32
10
31
11
30
12
29
13
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
23
19
22
20
21
VCC P0.0
1.电源引脚2根 2.时钟引脚2根 3.控制引脚4根 4.I/O引脚32根 AT89C51单片机是高性能的单片机，受到引脚数目 的限制，采用引脚复用技术，部分引脚具有第二功能10。
(二) 引脚图及功能
VSS VCC RST/VPD
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD RXD/P3.0 TXD/P3.1
AT89C51单片机的硬件结构
主要单片机简介 总体结构 存储器配置 并行I/O口 时钟电路和复位电路
主要单片机简介
一、MicroChip公司的PIC系列单片机
主要产品是PIC12F、PIC16F、PIC17F等系列8位单片机， CPU采用RISC结构，分别仅有33、35、58条指令，采用 Harvard双总线结构，运行速度快，工作电压低，低功耗，有较 大的输入/输出直接驱动能力，可靠性高。
MCS-51单片机系列分为51和52子系列，并以芯片 型号的末位数字加以标识。其中，51子系列是基本型， 而52子系列是增强型。
AT89C51单片机简介
ATMEL89系列单片机是以8031核构成的，所以，它和8051系列单片机是兼容的系列。
这个系列对于以8051为基础的系统来说，是十分容易进行取代和构造的。
故而对于熟悉8051的用户来说，用ATMEL公司的89系列单片机进行取代8051的系统设计是轻而易举的事。
一、89系列单片机的优点89系列单片机对一地一般用户来说，存在下列很明显的优点：1.内部含Flash存储器因此在系统的开发过程中可以十分容易进行程序的修改，这就大大缩短了系统的开发周期。
同时，在系统工作过程中，能有效地保存一些数据信息，即使外界电源损坏也不影响到信息的保存。
2.和80C51插座兼容89系列单片机的引脚是和80C51一样的，所以，当用89系列单片机取代80C51时，可以直接进行代换。
这时，不管采用40引脚亦或44引脚的产品，只要用相同引脚的89系列单片机取代80C51的单片机即可。
3.静态时钟方式89系列单片机采用静态时钟方式，所以可以节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。
4.错误编程亦无废品产生一般的OTP产品，一旦错误编程就成了废品。
而89系列单片机内部采用了Flash存储器，所以，错误编程之后仍可以重新编程，直到正确为止，故不存在废品。
5.可进行反复系统试验用89系列单片机设计的系统，可以反复进行系统试验;每次试验可以编入不同的程序，这样可以保证用户的系统设计达到最优。
而且随用户的需要和发展，还可以进行修改，使系统不断能追随用户的最新要求。
二、89系列单片机内部结构89系列单片机的内部结构和80C51相近，它主要含有如下一些部件。
1.8031CPU2.振荡电路3.总线控制部件4.中断控制部件5.片内Flash存储器6.片内RAM7.并行I/O接口8.定时器9.串行I/O接口在89系列单片机中，AT89C1051的Flash存储器容量最小，只有1K;而AT89C52，LV52，S8252的Flash存储器容量最大，有8K。
AT89C51的结构和原理解析 ppt课件
1
单片机原理及应用
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标：
1. 总体了解AT89C51单片机内部结构。 2. 熟悉AT89C51单片机40个引脚及其功能。 3. 熟悉AT89C51三个不同存储空间配置及地址范
围，了解不同存储空间的操作指令和控制信号。 4. 熟悉AT89C51片内RAM低128B分区结构和作用。 5. 了解特殊功能寄存器地址分布范围，理解ACC、
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5
单片机原理及应用
温故知新检测
2号题
什么是BCD码和BCD数？ BCD数的加减运算有何特点？
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结束
6
单片机原理及应用
温故知新检测
3号题
什么是原码、反码和补码？
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7
单片机原理及应用
温故知新检测
4号题
1101101.1011B =？H
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19
单片机原理及应用
1. 运算器
RS0 D3H
OV D2H
— D1H
P D0H
① 进位标志位CY：表示累加器A在加减运算过程中其最高位 A7有无 进位或借位。
② 辅助进位位AC：表示累加器A在加减运算时低4位(A3)有无向高4 位(A4)进位或借位。
③ 用户标志位F0：是用户定义的一个状态标志位，根据需要可以用 软件来使它置位或清除。
常用的SFR的状态。 12. 理解时钟电路组成、时钟和机器周期的概念。
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3
单片机原理及应用
AT89C51单片机简单介绍
典型应用电路设计与实现
01
最小系统电路
02
输入输出电路
03
通信接口电路
AT89C51单片机的最小系统电路包括 电源电路、晶振电路和复位电路等， 是单片机正常工作的基础。
通过输入输出电路，AT89C51单片机 可以与外部设备进行数据交换和控制 。常见的输入输出电路有LED显示电 路、按键输入电路等。
02
AT89C51单片机硬件结 构
中央处理器CPU
01
02
03
8位处理器
AT89C51单片机采用8位 中央处理器，能够执行基 本的算术、逻辑、位操作 和转移等指令。
时钟电路
内部时钟电路为CPU提供 时序，可通过外部晶振或 内部RC振荡器提供时钟信 号。
复位电路
具有上电复位和手动复位 功能，确保系统可靠启动 或恢复到初始状态。
AT89C51单片机简单 介绍
汇报人：XX
目录
• 单片机概述 • AT89C51单片机硬件结构 • AT89C51单片机指令系统与汇编语言 • AT89C51单片机C语言编程基础 • AT89C51单片机开发环境与工具链 • AT89C51单片机应用实例分析
01
单片机概述
单片机定义与发展
定义
单片机是一种将微处理器、存储 器、输入输出接口等集成在一个 芯片上的微型计算机。
02
使用C语言进行单片机编程可以提高开发效率，缩短开发周期，
降低开发成本。
C语言具有丰富的库函数和强大的数据处理能力，可以方便地实
03
现单片机的各种功能。
数据类型、运算符与表达式
数据类型
C语言提供了多种数据类型，如int、char、float、 double等，用于定义变量和常量。在单片机开发中，需要 根据实际需求选择合适的数据类型。
第3章 89C51单片机 硬件结构和原理 89C51是Atmel公司在8051基础上发展的8位单片机。介绍它的硬件
INT0 外部中断0输入
INT1 外部中断1输入
T0 定时器0的外部输入（计数输入）
T1 定时器1的外部输入（计数输入）
WR 外部数据存储器写选通控制输出
RD 外部数据存储器读选通输出控制
4. 程序状态标志寄存器 PSW
D7
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
CY AC F0 RS1 RS0 OV — P
MOVC A，@A+DPTR
MOVC A , @A+PC CPU读取片外ROM时，发出PSEN信号（程序存储允
许输出），作为读ROM的选通控制信号。
程序存储器中的保留单元
存储单元地址
保留用途
0000H—0002H 复位后初始化引导程序地址
0003H—000AH 外部中断0中断服务程序入口地址
000BH—0012H 定时器/计数器0溢出中断服务程序 入口地址
89C51单片机基本组成包括有:
一个8位的微处理器； 片内数据存储器RAM有128B，
21个特殊功能寄存器SFR； 片内程序存储器Flash ROM 有4KB；
可寻址片内外统一编址的64KB的ROM， 可寻址片外64KB的RAM； 4个8位并行I/O接口（P0—P3）； 一个全双工通用异步串行接口UART； 两个16位的定时器/计数器； 五个中断源、两个优先级的中断控制系统；
R0 — R7
18H — 0FH
R0 — R7
10H — 17H
R0 — R7
18H — 1FH
R0 — R7
⑵ 位寻址区
片内RAM的 20H—2FH这16 个字节，可以 用位寻址方式 访问各位。
这128位的位地 址00H-7FH。
有专门的位操 作指令,采用位
AT89C51单片机的结构单片机资料
AT89C51单片机的结构单片机资料AT89C51是一种常用的8位单片机，具有可编程特性和丰富的外设接口，被广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍AT89C51单片机的结构和相关资料。
一、引言在现代电子产品中，单片机扮演着重要的角色，它能够实现复杂的功能，并且具有体积小、功耗低等优点。
AT89C51单片机是一种典型的8位单片机，具有高性能和可靠性，成为许多电子设计师的首选。
二、AT89C51单片机结构AT89C51单片机是基于CMOS技术的，并且采用了Harvard结构。
它由四个主要部分组成：中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口（I/O）和定时/计数器。
1. 中央处理器（CPU）AT89C51单片机的CPU是一块高性能的8位微处理器，工作频率可达到最高12MHz。
它内部集成了ALU（算术逻辑单元）、寄存器、指令译码器和程序计数器等。
2. 存储器AT89C51单片机具有3种类型的存储器：Flash程序存储器、RAM 数据存储器和EEPROM数据存储器。
- Flash程序存储器用于存储程序代码，可通过编程器进行擦写和编程。
- RAM数据存储器用于临时存储数据，其容量为128字节。
- EEPROM数据存储器用于存储非易失性数据，其容量为4KB。
3. 输入/输出接口（I/O）AT89C51单片机具有4个I/O口，每个口可配置为输入或输出。
它们可与外围设备进行数据交换，如传感器、LED、LCD等。
4. 定时/计数器AT89C51单片机具有两个定时/计数器，可用于实现时间控制和计数功能。
它们可以设置不同的工作模式，并具有多种中断功能。
三、单片机资料为了更好地开发和应用AT89C51单片机，我们需要获取单片机的相关资料。
1. 数据手册单片机的数据手册是我们了解其内部结构和特性的重要参考资料。
它包含了单片机的详细规格、引脚图、寄存器说明、指令集等内容。
2. 开发工具在使用AT89C51单片机进行开发时，我们需要下载和安装相应的开发工具。
单片机简介 AT89C51中文资料
4.1 单片机介绍：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
第2章-AT89C51的结构和原理
第2章 AT89C51的结构和原理难点•单片机的内部结构•程序状态字PSW•单片机P3口的第二功能•单片机的指令时序要求掌握：•单片机的引脚信号功能定义•单片机的工作寄存器、PSW及程序存储器中的中断入口地址•单片机各I/O口的特点•单片机的复位电路、时钟电路及指令时序了解：•MCS-51系列单片机的主要型号•单片机的系统结构和内部结构•单片机的低功耗方式2.1 MCS—51系列单片机的结构原理2.2 MCS—51单片机的存储器2.3 MCS－51单片机输入/输出（I/O）口2.4 单片机的工作方式2.1 MCS—51系列单片机的结构原理2.1.1 MCS-51单片机逻辑结构MCS-51单片机采用的是冯.诺伊曼提出的经典计算机体系结构框架，即一台计算机是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备共五个基本部分组成。
MCS-51单片机在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O口等。
MCS-51单片机的系统结构框图如图2.1所示。
图2.1 MCS-51单片机系统结构框图由图2.1可以看出，单片机内部主要包含下列几个部件：◆一个8位CPU；◆一个时钟电路；◆4Kbyte程序存储器；◆128byte数据存储器；◆两个16位定时/计数器；◆64Kbyte扩展总线控制电路；◆四个8-bit并行I/O端口；◆一个可编程串行接口；◆五个中断源，其中包括两个优先级嵌套中断。
2.1.2 MCS－51单片机内部结构MCS－51单片机芯片内部结构框图如图2.2所示。
图2.2 MCS－51单片机芯片内部结构1. CPUCPU即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制操作，CPU由运算器和控制器两部分电路组成。
（1）运算器电路运算器电路包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。
运算电路以ALU为核心单元，可以完成半字节、单字节以及多字节数据的运算操作，其中包括加、减、乘、除、十进制调整等算术运算以及与、或、异或、求补和循环等逻辑操作，运算结果的状态由状态寄存器保存。
第五讲：AT89C51单片机存储器结构
存储单元地址，简称为地址。由于当单元数较多时，二进制位数较长， 不便于读、写、记，所以地址一般用十六进制表示。
地址位数与存储单元数之间的关系：设有2N个存储单元，则一定有 N位地址。如有4=22个单元需两位地址，00B、01B、10B、11B。反之 亦然。
第2章 AT89C51单片机结构和原理
FFFFH 外部
1000H
内部 EA =1
0FFFH 0000H
外部 EA =0
FFFFH
FFH 专用 寄存器
80H 7FH 内部
00H RAM
外部 0000H
(a)
(b)
图2-7 AT89C51存储器结构图 (a) 程序存储器地址分配；(b) 数据存储器地址分配
第2章 AT89C51单片机结构和原理
三、数据存储器（RAM）
作用：用于存放数据，运算的中间结果，待调试的程序 等等。断电信息丢失。
地址分配：RAM在物理和逻辑上都分为两个地址空间。 一个是片内256BRAM；另一个是片外最大可扩充 64KBRAM。为了区分片内、片外RAM，MCS-51采用 不同的指令访问。访问片内RAM使用MOV指令，访问 片外RAM使用MOVX指令（访问ROM使用MOVC指 令）。因此，片内、外RAM，片内、外ROM地址空间 可重叠。
第2章 AT89C51单片机结构和原理
第五讲：AT89C51单片机存储器结构
一、半导体存储器 二、存储器空间划分方法 三、数据存储器(RAM) 四、程序存储器(ROM) 五、MCS-51片外总线构
第2章 AT89C51单片机结构和原理
一、半导体存储器
AT89C51单片机的基本结构和工作原理
AT89C51单片机的基本结构和工作原理AT89C51单片机是一种经典的8位微控制器，由美国公司Intel开发，现在由Atmel公司继续生产和推广。
它被广泛应用于嵌入式系统、自动控制、工业控制和通信等领域。
AT89C51单片机的基本结构和工作原理如下：基本结构：1.中央处理器单元(CPU)：AT89C51单片机采用MCS-51体系结构，内置一个8位的中央处理器，工作频率可达到12MHz。
其指令集包括大约100多种指令，支持各种数据操作和控制指令。
2. 存储器：AT89C51单片机集成了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM数据存储器和128B的EEPROM数据存储器。
Flash存储器用于存储用户程序，RAM用于临时数据存储，EEPROM用于非易失性数据存储。
3.I/O端口：AT89C51单片机具有32个I/O端口，可以实现与外部设备的数据交换和控制。
这些端口可以配置为输入端口或输出端口，用于连接外部器件。
4. 定时器/计数器：AT89C51单片机集成了2个16位的定时器/计数器(Timer/Counter)，用于生成精确的时序信号和计数功能。
它们可以配置为定时器模式或计数器模式，支持各种定时操作。
6.中断系统：AT89C51单片机具有强大的中断系统，支持外部中断和定时器中断等多种中断源。
中断可以在程序执行过程中插入，用于实现实时响应和多任务处理。
7.电源管理：AT89C51单片机需要外部供电，工作电压一般为5V。
它可以通过内部的低功耗模式和掉电模式实现电源管理，在不需要工作时降低功耗。
工作原理：1.启动系统：当AT89C51单片机上电后，系统会初始化各个部件，包括设置定时器、I/O端口、中断系统等，并执行一段启动程序。
3.处理中断：当有外部中断或定时器中断发生时，CPU会暂停当前任务，保存现场状态，跳转到中断程序执行，处理完中断后再返回主程序继续执行。
4.数据交换：AT89C51单片机可以通过I/O端口与外部设备进行数据交换和控制，包括输入数据和输出数据。
AT89C51单片机详解
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Pr ogrammable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1．主要特性：·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路2．管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
AT89c51型单片机简述
AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示主要特性：·与MCS-51 兼容·4K字节可编程FLASH存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
AT89C51单片机的结构
AT89C51单片机的结构其次，AT89C51的存储器包括ROM、RAM和特殊功能寄存器（SFR）。
ROM用于存储程序代码，其容量为4KB。
RAM用于存储数据，其容量为128字节。
特殊功能寄存器（SFR）用于存储与输入输出、定时器、串行通信等特殊功能相关的控制和状态信息。
AT89C51的输入输出引脚共有32个。
其中，32号引脚为Vcc引脚，用于供电；31号引脚为GND引脚，用于接地。
其他30个引脚可用于输入输出、中断和定时器等功能。
AT89C51还支持外部中断和定时器中断，可以通过配置相应的寄存器来使能和控制中断。
AT89C51还具有多个外设，例如定时器、串口、通用输入输出端口等。
AT89C51具有2个定时器/计数器，分别称为定时器0和定时器1、定时器0是一个8位定时器，可用于生成特定频率的定时中断。
定时器1是一个16位定时器，具有更大的计数范围。
这两个定时器还具有计数器功能，可以用于计数外部事件的脉冲。
通用输入输出端口（GPIO）是AT89C51的重要组成部分，可以用于连接外部设备和传感器。
AT89C51具有4个8位的GPIO口，可以通过配置寄存器来设置输入输出模式。
GPIO口能够提供较大的电流和电压范围，以适应不同的外部设备需求。
总结起来，AT89C51单片机的结构包括中央处理器、存储器、输入输出引脚和各种外设。
通过这些组成部分，AT89C51能够执行复杂的计算任务、存储数据、与外部设备通信和控制各种外设。
它具有高速运算能力、丰富的存储容量和多个功能强大的外设，适用于各种嵌入式系统应用。
AT89C51单片机的基本结构和工作原理
AT89C51单片机的主要工作特性：·内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次；·内含28字节的RAM；·具有32根可编程I/O线；·具有2个16位可编程定时器；·具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构；·具有1个全双工的可编程串行通信接口；·具有一个数据指针DPTR;·两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式；·具有可编程的3级程序锁定定位；AT89C51的工作电源电压为5（1±0.2）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHz.AT89C51各部分的组成及功能：1.单片机的中央处理器（CPU）是单片机的核心，完成运算和操作控制，主要包括运算器和控制器两部分。
（1）运算器运算器主要用来实现算术、逻辑运算和位操作。
其中包括算术和逻辑运算单元ALU、累加器ACC、B寄存器、程序状态字PSW和两个暂存器等。
ALU是运算电路的核心，实质上是一个全加器，完成基本的算术和逻辑运算。
算术运算包括加、减、乘、除、增量、减量、BCD码运算；逻辑运算包括“与”、“或”、“异或”、左移位、右移位和半字节交换，以及位操作中的位置位、位复位等。
暂存器1和暂存器2是ALU的两个输入，用于暂存参与运算的数据。
ALU的输出也是两个：一个是累加器，数据经运算后，其结果又通过内部总线返回到累加器；另一个是程序状态字PSW，用于存储运算和操作结果的状态。
累加器是CPU使用最频繁的一个寄存器。
ACC既是ALU处理数据的来源，又是ALU运算结果的存放单元。
单片机与片外RAM或I/O扩展口进行数据交换必须通过ACC来进行。
B寄存器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一，另一个输入来自ACC。
运算结果存于AB寄存器中。
（2）控制器控制器是识别指令并根据指令性质协调计算机内各组成单元进行工作的部件，主要包括程序计数器PC、PC增量器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等，其功能是控制指令的读入、译码和执行，并对指令执行过程进行定时和逻辑控制。
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3．内部程序存储器 AT89C51共有4KB（地址为：0000H~0FFFH）的flash程序存储器，用于存 放程序、原始数据或表格常数。 4．定时/计数器 AT89C51共有两个16位的定时/计数器，每个定时/计数器都可以设置成计 数方式，用于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对单片机运行的控制。
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WR（外部数据存储器写脉冲输出）
RD（外部数据存储器读脉冲输出）
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2.2 AT89C51单片机的存储器配置
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引脚功能
40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。
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⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊ 控制线:控制线共有4根， ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 ② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此 引脚输入编程脉冲。 ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。 ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。 ① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ① EA功能：内外ROM选择端。 ② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加 编程电源Vpp。
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2.1.2 AT89C51单片机的引脚功能
AT89C51单片机采用40脚双列直插式的DIP40封装，还提供较小尺寸表面 封装形式的PQFP/TQFP44，其引脚排列如图2-2所示。为使结构更加紧凑， 单片机的许多引脚具有双重功能。
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2．内部数据存储器
2．内部数据存储器 AT89C51芯片内共有256B（地址为：00H~FFH）的数据存储器，其中高 128B（地址为：80H~FFH）被专用寄存器占用，能作为寄存器供用户使用 的只是低128B（地址为：00H~7FH），用于存放可读写的数据，如程序执 行过程中的变量。
RXD：串行口输入端； TXD：串行口输出端； INT0：外部中断0请求输入端； INT1：外部中断1请求输入端； T0：定时/计数器0外部信号输入端； T1：定时/计数器1外部信号输入端； WR：外RAM写选通信号输出端； RD：外RAM读选通信号输出端。
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P3口的第二功能表
表2-1 P3口的第二功能表 端口 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 引脚（DIP40封装） 10 11 12 13 14 15 第二功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） INT0（外部中断0输入） INT1（外部中断1输入） T0（定时/计数器0的外部计数输入） T1（定时/计数器1的外部计数输入）
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⒈ 电源:
⒋ I/O线
80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口， 共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号 输入输出和控制信号（属控制总线）。 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
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第2章 AT89C51单片机的结构
2.1 AT89C51单片机的基本结构 2.2 AT89C51单片机的存储器配置 2.3 AT89C51的时钟电路与CPU时序 2.4 AT89C51复位与复位电路 2.5 AT89C51单片机的最小系统
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2. 1 AT89C51单片机的基本结构
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5．并行I/O口 AT89C51共有4个8位的I/O口（P0、Pl、P2、P3）。每个8位的口，既可用 作输入口，也可用作输出口，每个口即可以8位同步读写，又可对每一位进 行单独的操作，十分的方便。 6．串行口 AT89C51单片机有一个全双工的串行接口，以实现单片机和其他设备之间 的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使 用，也可作为同步移位器使用。
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AT89C51单片机基本结构示意图
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AT89C51主要组成部件
1．CPU CPU是单片机的核心部分，CPU包括两个基本部分：运算器和控制器。 （1）运算器 运算器即算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Uint），是进行算术或逻 辑运算的部件，可以对半字节 （4位）和单字节 （8位）数据进行操作。例 如可实现加、减、乘、除等算术运算和与、或、异或、取反、移位等逻辑运 算。操作的结果一般送回累加器 ACC （Accumulator），而其状态信息送至 程序状态寄存器PSW（Program Status Word）。 （2）控制器 控制器是用来控制计算机工作的部件。控制器接收来自存储器的指令，进行 译码，并通过定时和控制电路，在规定时刻发出指令所需的各种控制信息和 CPU外部所需的各种控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的操作。
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7．中断控制系统 AT89C51单片机有较强的中断系统，可以满足控制应用的需要。AT89C51 的中断系统有5个中断源，包括两个外中断、两个定时/计数中断和一个串 行口中断。 8．时钟电路 AT89C51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电 路为单片机产生时钟脉冲序列。
AT89C51 是具有 MCS-51 内核、片内带有 4KB 的 flash ROM的单片机，图2-1为AT89C51基本结构示意图。 从图中可以看出，单片机有一条内部总线，各个功 能模块都挂在这条总线上，通过内部总线传送数据 信息和控制信息。AT89C51主要由以下部件组成。
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