STC89C51单片机介绍ppt课件
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第2章89C51单片机引脚及其功能 ppt课件
当I/O口作为输入时，应先向此口锁 存器写入全1， 此时该口引脚浮空， 可作高阻抗输入。
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30
1、P0口：
漏极开路的8位准双向I/O口，每位能驱动8个 LS型TTL负载。
在CPU访问片外存储器时，P0口为分时复用的 低8位地址总线和8位数据总线。
在Flash ROM编程时，P0端口接受指令字节； 而在校验程序时，则输出指令字节。
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10
1、中央处理单元（89C51CPU）
1）运算器 • 2）控制器
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11
1）运算器
（1）8位的ALU：可对4位、8位、16位数据进行操作。
（2）8位累加器ACC（A）：它经常作为一个运算数经 暂存器2进入ALU的输入端，与另一个来自暂存器1的运 算数进行运算，运算结果又送回ACC。
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14
（2）指令寄存器IR及指令译码器ID
由PC中的内容指定ROM地址 取出来的指令经IR送至ID 由ID对指令译码产生一定序列的控制
信号，以执行指令所规定的操作。
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15
（3）振荡器和定时电路
89C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英 晶体和频率微调电容（2个30pF左右），其频 率范围为1.2MHz~12MHz。该信号作为89C51工 作的基本节拍即时间的最小单位。
当该引脚接低电平时，CPU只访问片外ROM 并执行外部程序存储器中的程序。
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28
三、控制信号引脚：
RST、ALE、PSEN和EA
EA/Vpp（31脚）：
Vpp：对89C51片内 Flash ROM固化编 程时，编程电压输入端（12-21V）。
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1、P0口：
漏极开路的8位准双向I/O口，每位能驱动8个 LS型TTL负载。
在CPU访问片外存储器时，P0口为分时复用的 低8位地址总线和8位数据总线。
在Flash ROM编程时，P0端口接受指令字节； 而在校验程序时，则输出指令字节。
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10
1、中央处理单元（89C51CPU）
1）运算器 • 2）控制器
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11
1）运算器
（1）8位的ALU：可对4位、8位、16位数据进行操作。
（2）8位累加器ACC（A）：它经常作为一个运算数经 暂存器2进入ALU的输入端，与另一个来自暂存器1的运 算数进行运算，运算结果又送回ACC。
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（2）指令寄存器IR及指令译码器ID
由PC中的内容指定ROM地址 取出来的指令经IR送至ID 由ID对指令译码产生一定序列的控制
信号，以执行指令所规定的操作。
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15
（3）振荡器和定时电路
89C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英 晶体和频率微调电容（2个30pF左右），其频 率范围为1.2MHz~12MHz。该信号作为89C51工 作的基本节拍即时间的最小单位。
当该引脚接低电平时，CPU只访问片外ROM 并执行外部程序存储器中的程序。
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28
三、控制信号引脚：
RST、ALE、PSEN和EA
EA/Vpp（31脚）：
Vpp：对89C51片内 Flash ROM固化编 程时，编程电压输入端（12-21V）。
第2章89C51单片机的硬件结构PPT课件
2. 64K的片外数据存储器地址空间。访问片外 RAM指令用MOVX。和I/O口统一编址，传 输指令一样。
3. 256字节的片内数据存储器地址空间。访问 片内 RAM指令用MOV。
上述三个存储空间地址是重叠的，89C51的指 令系统采用不同的数据传送指令符号。
39
2.4.1 程序存储器 1. 存放应用程序和表格之类的固定常数。 2. 编址
2．累加器A（可写为Acc） (E0H) 使用最频繁的寄存器。 A的作用：
（1）是ALU的输入之一，又是运算结果的存放单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。
28
3、 程序状态寄存器PSW(D0H) • PSW(D0H) 是一个8位特殊功能寄存器，它的各位包含 了程序执行后的状态信息，供程序查询或判别之用。 • PSW除有确定的字节地址(D0H)外，每一位均有位地址。
• 当 EA=”0”时： 片内ROM不起作用，CPU只能从片外ROM/EPROM中取指 令。可以从 0000H 开始寻址。
41
2.4.1 程序存储器 1. 0000H～0002H三个单元： • 用作上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后PC的内 容为0000H，CPU总是从0000H开始执行程序。将转移指令存 放到这三个单元，程序就被引导到指定的程序存储器空间 去执行。
5.片外数据寄存器空间:片外可扩展64K字节RAM。
36
一、物理结构（哈佛结构）
89C51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
37
图 89C51存储器配置
38
1. 片内、外统一编址的64K程序存储器地址空 间 。 CPU 访 问 片 内 、 片 外 ROM 指 令 用 MOVC。
3. 256字节的片内数据存储器地址空间。访问 片内 RAM指令用MOV。
上述三个存储空间地址是重叠的，89C51的指 令系统采用不同的数据传送指令符号。
39
2.4.1 程序存储器 1. 存放应用程序和表格之类的固定常数。 2. 编址
2．累加器A（可写为Acc） (E0H) 使用最频繁的寄存器。 A的作用：
（1）是ALU的输入之一，又是运算结果的存放单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。
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3、 程序状态寄存器PSW(D0H) • PSW(D0H) 是一个8位特殊功能寄存器，它的各位包含 了程序执行后的状态信息，供程序查询或判别之用。 • PSW除有确定的字节地址(D0H)外，每一位均有位地址。
• 当 EA=”0”时： 片内ROM不起作用，CPU只能从片外ROM/EPROM中取指 令。可以从 0000H 开始寻址。
41
2.4.1 程序存储器 1. 0000H～0002H三个单元： • 用作上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后PC的内 容为0000H，CPU总是从0000H开始执行程序。将转移指令存 放到这三个单元，程序就被引导到指定的程序存储器空间 去执行。
5.片外数据寄存器空间:片外可扩展64K字节RAM。
36
一、物理结构（哈佛结构）
89C51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
37
图 89C51存储器配置
38
1. 片内、外统一编址的64K程序存储器地址空 间 。 CPU 访 问 片 内 、 片 外 ROM 指 令 用 MOVC。
STC89C51系列单片机的结构和原理 共63页
2．外接晶体引脚
XTAL1（19脚）：接外部晶体的一端，振荡反向放大器 的输入端和内部时钟电路输入端。
XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，振荡反向放大 器的输出端。
3. 控制信号或与其它电源复用引脚
控制信号或与其它电源复用引脚有 RST/VPD、 ALE/PROG.、PSEN 和 E A / V PP 等4种形式。
• P2口（P2.0-P2.7，21-28脚）：是带内部上拉的双向I/O口。 向P2口写入1时，P2口被内部上拉为高电平，可用作输入口。 当作为输入脚时，被外部拉低的P2口会因为内部上拉而输出 电流。在访问外部程序存储器和外部数据时分别作为地址高 位字节和16 位地址，此时通过内部强上拉传送1。当使用8 位寻址方式访问外部数据存储器时,P2口发送P2 特殊功能寄 存器的内容。
2．程序的7个特殊入口地址
表1 MCS-51单片机复位、中断入口地址
操作
复位
外部中断0 定时器/计数器0溢出 外部中断1 定时器/计数器1溢出 串行口中断 定时器/计数器0溢出或T2EX端负跳变(52子系 列)
入口地址 0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
18
PC中内容变化轨迹决定程序流程。当顺序执行程序时自动 加1；执行转移程序或子程序、中断子程序调用时，自动 将其内容更改成所要转移的目的地址。
PC的计数宽度决定了程序存储器的地址范围。PC为16位， 故可对64KB（=216B）寻址。
19
2.3、存储器
程序存储器（FLASH，下载到4 KB ROM） 1．编址与访问
第二章 STC89C51系列单片机的结构和原理
2.1 STC89C51如何控制流水灯 2.2 STC89C51系列单片机的内部结构 2.3 STC89C51系列单片机的主要组成部分 2.4 单片机的复位电路 2.5 单片机最小系统
XTAL1（19脚）：接外部晶体的一端，振荡反向放大器 的输入端和内部时钟电路输入端。
XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，振荡反向放大 器的输出端。
3. 控制信号或与其它电源复用引脚
控制信号或与其它电源复用引脚有 RST/VPD、 ALE/PROG.、PSEN 和 E A / V PP 等4种形式。
• P2口（P2.0-P2.7，21-28脚）：是带内部上拉的双向I/O口。 向P2口写入1时，P2口被内部上拉为高电平，可用作输入口。 当作为输入脚时，被外部拉低的P2口会因为内部上拉而输出 电流。在访问外部程序存储器和外部数据时分别作为地址高 位字节和16 位地址，此时通过内部强上拉传送1。当使用8 位寻址方式访问外部数据存储器时,P2口发送P2 特殊功能寄 存器的内容。
2．程序的7个特殊入口地址
表1 MCS-51单片机复位、中断入口地址
操作
复位
外部中断0 定时器/计数器0溢出 外部中断1 定时器/计数器1溢出 串行口中断 定时器/计数器0溢出或T2EX端负跳变(52子系 列)
入口地址 0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
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PC中内容变化轨迹决定程序流程。当顺序执行程序时自动 加1；执行转移程序或子程序、中断子程序调用时，自动 将其内容更改成所要转移的目的地址。
PC的计数宽度决定了程序存储器的地址范围。PC为16位， 故可对64KB（=216B）寻址。
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2.3、存储器
程序存储器（FLASH，下载到4 KB ROM） 1．编址与访问
第二章 STC89C51系列单片机的结构和原理
2.1 STC89C51如何控制流水灯 2.2 STC89C51系列单片机的内部结构 2.3 STC89C51系列单片机的主要组成部分 2.4 单片机的复位电路 2.5 单片机最小系统
STC89C51
3.1 STC89C51单片机的介绍STC系列单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。
片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、A\D、PWM等模块。
该器件的基本功能与普通的51单片机完全兼容。
主要功能、性能参数1.内置标准51内核，机器周期：增强型为6时钟，普通型为12时钟;2.工作频率范围：0~40MHZ，相当于普通8051的0~80MHZ;3.STC89C5xRC对应Flash空间：4KB\8KB\15KB;4.内部存储器（RAM)：512B;5.定时器\计数器：3个16位；6.通用异步通信口（UART）1个；7.中断源:8个；8.有ISP(在系统可编程）\IAP(在应用可编程),无需专用编程器\仿真器；9.通用I\O口：32\36个；10.工作电压：3.8~5.5V；11.外形封装：40脚PDIP、44脚PLCC和PQFP等3.1.2 89C51单片机的引脚功能说明（1）VCC:电源电压（2）GND:地（3）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)和数据总线复位，在访问期间激活内部上拉电阻。
（4）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TTE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(ILL)。
与A T89C51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(P 1.0/T2)和输入(P 1.1/T2EX ),参见表4-1。
Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。
STC89C51单片机硬件结构资料
0023H —— 串口中断入口
( 002BH —— T2溢出中断入口 )
三、内部数据存储器
物理上分为两大区域：00H ~ 7FH即128B内RAM区
7FH
80H ~ FFH即SFR区。
用户RAM区
数据缓冲区、堆栈区、工作 单元
2FH / 30H
位寻址区 （位地址00H ~ 7FH ）
1FH / 20H
PC增1 PC DPTR P1锁存器 P1驱动器 P1.0-P1.7 P3锁存器 P3驱动器 P3.0-P3.7
1、中央处理单元（89C51 CPU） CPU是单片机的核心，是计算机的控制和指挥中心，由运算 器和控制器等部件组成。如图2-2。 运算器 ALU—8位算术和逻辑运算 对4位(半字节)、8位(字节)、16位(双字节)操作 算术运算 -- 加、减、乘、除、加1、减1、BCD数十进制 调整、比较 逻辑运算 -- 与、或、非、异或、求补、移位 TMP1，TMP2 – 8位暂存器 ACC – 8位累加器 累加器ACC经常作为一个操作数经TMP2进入ALU，与 来自TMP1的另一个操作数进行运算，结果存入ACC中 作为89C51内部数据传送的中间寄存器 大部分指令中用注记符A表示，进出堆栈指令时用注记 符ACC表示
一、89C51单片机的基本组成 图2-1所示位89C51带闪存(Flash ROM)单片机的基本结构 框图。
外部时钟 外部事件计数
振荡器和 时序OSC
程序存储器 4KB FlashROM
数据存储器 256B RAM/SFR
2×16位 定 时器/计数器
80C51 CPU
64KB总线 扩展控制器 可编程I/O 可编程全 双工串行口
MCS-51单片机内共有22个特殊功能寄存器，包括PC及SFR。 PC为程序计数器。它是一个双字节寄存器,寻址范围为: 0000H ～ FFFFH，即0 ～ 64KB。
单片机第7章89C51串行口和串行通信PPT课件
4
7.1 串行通信的概念
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交 换信息，所有这些信息交换均可称为通信。
• 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。
• 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。
• 例如，在IBM-PC机与外部设备（如打印机等）通信时， 如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于 30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并 行和串行二种基本通信方式。
字 同 符 步 1 字 同 符 步 2 数 据 块 （ 若 干 字 节 ）校 符 验 1 校 符 验 2
起 始
结 束
➢ 在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间 隔，传输效率高；
➢ 发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)， 且数据块长度越大，对同步要求就越高。
➢ 同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通 信系统中。
• 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保 证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。
• 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。
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28.09.2020
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2、异步通信
• 起始位（0）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不 传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道 发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以 后的接收能正确进行。
28.09.2020
1
第七章 89C51串行口及串行通信技术
• 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几 条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此，串行通 信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、 处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然， 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这 些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为可编程串 行通信控制器），使用很方便。
STC89C51系列单片机的结构和原理 ppt课件
第二章 STC89C51系列单片机的结构和原理
2.1 STC89C51如何控制流水灯 2.2 STC89C51系列单片机的内部结构 2.3 STC89C51系列单片机的主要组成部分 2.4 单片机的复位电路 2.5 单片机最小系统
2.1 STC89C51如何控制流水灯
任务：使用单片机控制发光管按一定顺序亮 1.利用Proteus7连接电路图
• P2口（P2.0-P2.7，21-28脚）：是带内部上拉的双向I/O口。 向P2口写入1时，P2口被内部上拉为高电平，可用作输入口。 当作为输入脚时，被外部拉低的P2口会因为内部上拉而输出 电流。在访问外部程序存储器和外部数据时分别作为地址高 位字节和16 位地址，此时通过内部强上拉传送1。当使用8 位寻址方式访问外部数据存储器时,P2口发送P2 特殊功能寄 存器的内容。
2．外接晶体引脚
XTAL1（19脚）：接外部晶体的一端，振荡反向放大器 的输入端和内部时钟电路输入端。
XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，振荡反向放大 器的输出端。
3. 控制信号或与其它电源复用引脚
控制信号或与其它电源复用引脚有 RST/VPD、 ALE/PROG.、PSEN 和 EA /VPP 等4种形式。
输入/输出引脚
• P0口（P0.0-P0.7，32-39脚）：是双向8位三态I/O口。可向 其写入1 使其状态为悬浮，用作高阻输入。P0口也可以在访 问外部程序存储器时作地址的低字节，在访问外部数据存储 器时作数据总线，此时通过内部强上拉传送1。
• P1口（P1.0-P1.7，1-8脚）：是带内部上拉的双向I/O口。向 P1口写入1时，P1口被内部上拉为高电平，可用作输入口； 当作为输入脚时，被外部拉低的P1口会因为内部上拉而输出 电流。
2.1 STC89C51如何控制流水灯 2.2 STC89C51系列单片机的内部结构 2.3 STC89C51系列单片机的主要组成部分 2.4 单片机的复位电路 2.5 单片机最小系统
2.1 STC89C51如何控制流水灯
任务：使用单片机控制发光管按一定顺序亮 1.利用Proteus7连接电路图
• P2口（P2.0-P2.7，21-28脚）：是带内部上拉的双向I/O口。 向P2口写入1时，P2口被内部上拉为高电平，可用作输入口。 当作为输入脚时，被外部拉低的P2口会因为内部上拉而输出 电流。在访问外部程序存储器和外部数据时分别作为地址高 位字节和16 位地址，此时通过内部强上拉传送1。当使用8 位寻址方式访问外部数据存储器时,P2口发送P2 特殊功能寄 存器的内容。
2．外接晶体引脚
XTAL1（19脚）：接外部晶体的一端，振荡反向放大器 的输入端和内部时钟电路输入端。
XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，振荡反向放大 器的输出端。
3. 控制信号或与其它电源复用引脚
控制信号或与其它电源复用引脚有 RST/VPD、 ALE/PROG.、PSEN 和 EA /VPP 等4种形式。
输入/输出引脚
• P0口（P0.0-P0.7，32-39脚）：是双向8位三态I/O口。可向 其写入1 使其状态为悬浮，用作高阻输入。P0口也可以在访 问外部程序存储器时作地址的低字节，在访问外部数据存储 器时作数据总线，此时通过内部强上拉传送1。
• P1口（P1.0-P1.7，1-8脚）：是带内部上拉的双向I/O口。向 P1口写入1时，P1口被内部上拉为高电平，可用作输入口； 当作为输入脚时，被外部拉低的P1口会因为内部上拉而输出 电流。
第2章 89C51单片机的结构及原理PPT课件
11
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。
第二章89C51单片机的硬件结构和原理精品PPT课件
牢牢记住：振荡周期 = 晶振频率fosc的倒数； 1个机器周期 = 12个振荡周期； 1个指令周期 = 1、2、4个机器周期
2.1.4 复位和复位电路
•
单片机在重新启动时都需要复位，MCS-51
系列单片机有一个复位引脚输入端RST。
➢ MCS-51系列的单片机复位方法为：在RST上
加一个维持两个机器周期以上的高电平，则单 片机被复位。
➢ 复位时单片机各部分将处于一个固定的状态
➢ 常用的MCS-51单片机复位电路
➢ 上电自动复位电路
➢ 手动复位电路
➢ “看门狗”复位电路
复位后单片机各单元的初始状态
寄存器 PC
ACC
B PSW SP DPTR P1、P2 P3、P4
IP IE
初始状态值 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H
Vcc
C1 +
22uF R2
200
RST/VPD
R1 1K
Vs
GND
在系统运行过程中， 有时可能需要对系 统进行复位，以避 免对硬件经常加电 或断电而造成的伤 害，我们可以采用 手动复位的方式。 具体的电路如图所 示。
“看门狗”复位电 路
未稳压电源 R1
R2
WDI
RESET
PFI
WDO
MR
MAX813L
限频率可能有差别）。
C1
XT AL1
30 pF
C2 GND
30 pF
MC S-5 1 XT AL2
常用单片机的最高时钟频率
单片机型号
最高时钟频率
8031 8051
12MHz 12MHz
8751 AT89C2051
12MHz 24MHz
2.1.4 复位和复位电路
•
单片机在重新启动时都需要复位，MCS-51
系列单片机有一个复位引脚输入端RST。
➢ MCS-51系列的单片机复位方法为：在RST上
加一个维持两个机器周期以上的高电平，则单 片机被复位。
➢ 复位时单片机各部分将处于一个固定的状态
➢ 常用的MCS-51单片机复位电路
➢ 上电自动复位电路
➢ 手动复位电路
➢ “看门狗”复位电路
复位后单片机各单元的初始状态
寄存器 PC
ACC
B PSW SP DPTR P1、P2 P3、P4
IP IE
初始状态值 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H
Vcc
C1 +
22uF R2
200
RST/VPD
R1 1K
Vs
GND
在系统运行过程中， 有时可能需要对系 统进行复位，以避 免对硬件经常加电 或断电而造成的伤 害，我们可以采用 手动复位的方式。 具体的电路如图所 示。
“看门狗”复位电 路
未稳压电源 R1
R2
WDI
RESET
PFI
WDO
MR
MAX813L
限频率可能有差别）。
C1
XT AL1
30 pF
C2 GND
30 pF
MC S-5 1 XT AL2
常用单片机的最高时钟频率
单片机型号
最高时钟频率
8031 8051
12MHz 12MHz
8751 AT89C2051
12MHz 24MHz
STC89C5芯片手册的简要介绍PPT
5.2 指令系统分类总结
- -和8051完全兼容
如果按功能分类，STC89C51RC/RD+系列单片机 指令系统可分为： 1.数据传送类指令； 2.算术操作类指令； 3.逻辑操作类指令； 4.控制转移类指令； 5.布尔变量操作类指令。
第6章 中断系统
6.1 中断结构
6.2 中断寄存器
6.3 中断优先级
1.3.1 STC89C51管脚图
1.8 STC89C51系列单片机封装尺寸 图
第2章 省电模式及复位
• 2.1 STC89C51单片机的省电模式 单片机的省电模式 正常工作模式下，STC89C51RC/RD+系列单片机的典型功 耗是4mA ~ 7mA， 掉电模式下的典型功耗是<0.1uA， 空闲模式(建议不要使用此模式)下的典型功耗是2mA. • 2.2 复位 • • • • • 1 外部RST引脚复位 2 软件复位 3 上电复位/掉电复位 4 看门狗(WDT)复位 5 冷启动复位和热启动复位
STC89C51单片机芯片手册
一. STC89系列单片机总体介绍
• • • • 1.1 STC89C51单片机简介 1.2 STC89C51系列单片机的内部结构 1.3 STC89C51系列单片机管脚图 1.8 STC89C51系列单片机封装尺寸图
1.1 STC89C51单片机简介
STC89C51 RC/RD+系列单片机STC 推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰 的单片机，指令代码完全兼容传统 8051单片机，12时钟/机器周期和6时 钟/机器周期可任选，HD版本 8051单 片机MAX810专用复位电路。
第3章 片内存储器和特殊功能寄存器 (SFRs
• 程序存储器和数据存储器是各自独立编址的.STC89C51RC/RD+系列单片机除可以访问片上Flash存 储器外，还可以访问64KB的外部程序存储器。 • STC89C54RD+系列单片机内部有1280字节的数据 存储器，其在物理和逻辑上都分为两个地址空间:内 部RAM(256字节)和内部扩展RAM(1024字节)。 • 而STC89C51RC系列单片机内部有512字节的数据 存储器，其在物理和逻辑上都分为两个地址空间:内 部RAM(256字节)和内部扩展RAM(256字节)。 • 可以访问在片外扩展的64KB外部数据存储器。
单片机课件(主要介绍89c51单片机)
2019/2/7
20
在单片机外部的存储器：
（1）外部程序存储器ROM单元： 与内部程序存储器ROM统一编址，共64KB。 如，内部已用4KB，则外部ROM地址为 1000H~FFFFH。 （2）外部数据存储器RAM单元：0000H~FFFFH（64KB） 内、外部数据存储器RAM的操作指令不同。
2019/2/7
89C51 CPU 64KB 总线 扩展控制器 内中断 外中断
2019/2/7
可编程I/O
可编程全双工 串行口 串行通信
控制 并行口
89C51单片机结构框图
7
一个8位 CPU 128 B/256 B
80C51 RAM/SFR
用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结 果以及欲显示的数据等。 片内程序存储器Flash ROM（4KB/8KB）: 用以存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片
• •
51单片机最小系统 实际上，51单片机核心外围电路是很简单的，一个单片 机＋一个看门狗＋一个晶振＋2个磁片电容； 1. 单片机：atmel的89C51系列、winbond的78E52系列， 还有philips的系列，都差不多；现在有一些有ISP（在线 下载的），就更好用了； 2. 看门狗：很早以前的电路设计中，现在可能还有人使 用，使用一个电阻和一个电容达成的上电复位电路；但 是，这样的复位电路一个是不可靠，为什么不可靠，网 络上能找得到专门论述复位电路的文章；更重要的是， 51系列的单片机比较容易受到干扰；没有看门狗电路是 不行的，当程序跑飞时，回不来了，死在那里。 常规的做法是买一个专门的看门狗电路，完成复位电路 和看门狗电路的功能。 单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。如果你的产品 是工作在干扰比较大的环境，可以试试选用不同品牌的 单片机；单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地 方；在严重干扰的情况下，需要将所有的口线光电隔离。
STC89C51介绍
STC89C51介绍3.1.1 STC89C51主要功能及DIP封装STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。
另外STC89X51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
STC89C51主要功能如表1所示，其DIP封装如图2所示表1：STC89C51主要功能3.1.2 STC89C52引脚介绍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(P in29)：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）STC89C52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。
P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O 口线，名称为P2.0～P2.7 P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O 口线，名称为P3.0～P 3.7 作频率35Mhz ，6T/12T 可选。
STC89C51单片机硬件结构
PSW中的Cy — 进位标志位，专门用于处理位操作
置位、清0、位取反、位等于1转移、位等于0转移、位 等于1转移并清0
Cy与其它可寻址位之间进行传送
Cy与其它可寻址位之间进行逻辑与、逻辑或操作，结 果在Cy中
指令中用C表示Cy
（2）控制器 如图2-2 2、存储器 （1）程序存储器（Flash ROM）
AC —— 辅助进/借位标志。
F0 —— 用户定义标志位；软件置位/清零。
OV —— 溢出标志； 硬件置位/清零。
P —— 奇偶标志；A中1的个数为奇数 P = 1；否则 P = 0。
RS1、RS0 ——寄存器区选择控制位。
0 0 ： 0区 R0 ~ R7
0 1 ： 1区 R0 ~ R7
1 0 ： 2区 R0 ~ R7 1 1 ： 3区 R0 ~ R7
三、内部数据存储器
物理上分为两大区域：00H ~ 7FH即128B内RAM区
7FH
80H ~ FFH即SFR区。
用户RAM区
2FH / 30H
位寻址区
（位地址00H ~ 7FH） 1FH / 20H 第3组通用寄存器区
17H / 18H 第2组通用寄存器区
0FH / 10H 第1组通用寄存器区
07H / 08H 第0组通用寄存器区 00H
SFR为特殊功能寄存器。其寻址空间：80H ～ FFH 其中，51子系列有18个寄存器，占有21个字节；
52子系列有21个寄存器，占有26个字节。
51子系列SFR的地址分配及位地址见下页表：
寄存器
位地址 /位定义
地址
B
F7
F6
F5
F4
F3
F2
F1
89C51单片机第10章PPT课件
则 “0”的段码为7EH（共阴）。 字型及段码由设计者自行设定，习惯上还是以“a”
段对应段码的最低位。
10.1.2 LED显示器工作原理 图10-2是4位 LED显示器的结构原理图。
N个LED显示块有N位位选线和8×N根段码线。
段码线控制显示的字型，
位选线控制该显示位的亮或暗。
静态显示和动态显示两种显示方式。
由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发 生影响，必须将行、列线信号配合起来并作适当的处 理，才能确定闭合键的位置。
（2）按键的识别方法
a. 扫描法
图10-10（b）中3号键被按下为例，来说明此键 时如何被识别出来的。
识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：
第1步：识别键盘有无键按下； 第2步：如有键被按下，识别出具体的按键。
表10-1 LED段码（8段）
显示字符 共阴极 共阳极 显示字符 共阴极 共阳极
段码 段码
段码 段码
0
3FH
C0H
c
39H
C6H
1
06H
F9H
d
5EH
A1H
2
5BH
A4H
E
79H
86H
3
4FH
B0H
F
71H
8EH
4
66H
99H
P
73H
8CH
5
6DH
92H
U
3EH
C1H
6
7DH
82H
T
31H
CEH
7
CJNE A,#1EH,KEY2 ；相等，有键按下，不等转KEY2
LJMP KEY1
;是K1键按下，转K1键处理 ；子程序PKEY1
段对应段码的最低位。
10.1.2 LED显示器工作原理 图10-2是4位 LED显示器的结构原理图。
N个LED显示块有N位位选线和8×N根段码线。
段码线控制显示的字型，
位选线控制该显示位的亮或暗。
静态显示和动态显示两种显示方式。
由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发 生影响，必须将行、列线信号配合起来并作适当的处 理，才能确定闭合键的位置。
（2）按键的识别方法
a. 扫描法
图10-10（b）中3号键被按下为例，来说明此键 时如何被识别出来的。
识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：
第1步：识别键盘有无键按下； 第2步：如有键被按下，识别出具体的按键。
表10-1 LED段码（8段）
显示字符 共阴极 共阳极 显示字符 共阴极 共阳极
段码 段码
段码 段码
0
3FH
C0H
c
39H
C6H
1
06H
F9H
d
5EH
A1H
2
5BH
A4H
E
79H
86H
3
4FH
B0H
F
71H
8EH
4
66H
99H
P
73H
8CH
5
6DH
92H
U
3EH
C1H
6
7DH
82H
T
31H
CEH
7
CJNE A,#1EH,KEY2 ；相等，有键按下，不等转KEY2
LJMP KEY1
;是K1键按下，转K1键处理 ；子程序PKEY1
89C51单片机课件第2章
Microcomputer Control & Interface Technology
1．算术逻辑运算单元ALU 算术逻辑运算单元ALU 2．累加器A 累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 Acc A的作用： 的作用： （1）是ALU的输入之一，又是运算结果的存放单元。 ALU的输入之一，又是运算结果的存放单元。 的输入之一 （2）数据传送大多都通过累加器A。MCS-51增加了一部 数据传送大多都通过累加器A MCS-51增加了一部 分可以不经过累加器的传送指令， 分可以不经过累加器的传送指令，即可加快数据的传 送速度，又减少A 瓶颈堵塞”现象。 送速度，又减少A的“瓶颈堵塞”现象。 A的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。 的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。 标志Cy同时又是位处理机的位累加器
Microcomputer Control & Interface Technr） 1．程序计数器PC（Program Counter） 程序计数器PC（ PC 存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。 存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。 基本工作方式有以下几种： 基本工作方式有以下几种： （1）程序计数器自动加1 程序计数器自动加1 自动加 执行有条件转移 无条件转移指令时 有条件转移或 指令时， （ 2 ） 执行 有条件转移 或 无条件转移 指令时 ， 程序 计数器将被置入新的数值， 计数器将被置入新的数值，从而使程序的流向发生 变化。 变化。 在执行调用子程序调用或中断调用 子程序调用或中断调用， （ 3 ） 在执行调用 子程序调用或中断调用 ， 完成下 列操作： 列操作： PC的现行值保护 ① PC的现行值保护 将子程序入口地址或中断向量的地址送入PC PC。 ② 将子程序入口地址或中断向量的地址送入PC。 Microcomputer Control & Interface
1．算术逻辑运算单元ALU 算术逻辑运算单元ALU 2．累加器A 累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 Acc A的作用： 的作用： （1）是ALU的输入之一，又是运算结果的存放单元。 ALU的输入之一，又是运算结果的存放单元。 的输入之一 （2）数据传送大多都通过累加器A。MCS-51增加了一部 数据传送大多都通过累加器A MCS-51增加了一部 分可以不经过累加器的传送指令， 分可以不经过累加器的传送指令，即可加快数据的传 送速度，又减少A 瓶颈堵塞”现象。 送速度，又减少A的“瓶颈堵塞”现象。 A的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。 的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。 标志Cy同时又是位处理机的位累加器
Microcomputer Control & Interface Technr） 1．程序计数器PC（Program Counter） 程序计数器PC（ PC 存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。 存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。 基本工作方式有以下几种： 基本工作方式有以下几种： （1）程序计数器自动加1 程序计数器自动加1 自动加 执行有条件转移 无条件转移指令时 有条件转移或 指令时， （ 2 ） 执行 有条件转移 或 无条件转移 指令时 ， 程序 计数器将被置入新的数值， 计数器将被置入新的数值，从而使程序的流向发生 变化。 变化。 在执行调用子程序调用或中断调用 子程序调用或中断调用， （ 3 ） 在执行调用 子程序调用或中断调用 ， 完成下 列操作： 列操作： PC的现行值保护 ① PC的现行值保护 将子程序入口地址或中断向量的地址送入PC PC。 ② 将子程序入口地址或中断向量的地址送入PC。 Microcomputer Control & Interface
教学课件第2章89C51单片机硬件结构和原理
与ROM密切相关的两个引脚 EA 、 PSEN
当ROM容量不够时，尽量选择高容量存储器空间的单片机，如 89C52、89C54、89C58等，应避免外扩程序存储器，因为会增加 硬件负担。
程序存储器
FFFFH
(64K)
0FFFH (4K)
0000H
内部
EA=1
外部
EA=0 0000H
0FFFH (4K)
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
18
12
17
13
16
14
15
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
18
12
17
13
16
14
15
64K
3. 程序存储器
通过16位PC寻址，最大可寻址64kB地址空间
程序存储器资源分布
4. 数据存储器
片内、片外分开编址
如何区分0000-00FFH的地址空间是片内RAM还 是片外RAM？
片内RAM：
• 低128B片内RAM ① 高128B片内RAM
0000-007FH 0080-00FFH
SFR：特殊功能寄存器区
PSW位地址
数据存储器
FFFFH
CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P
当ROM容量不够时，尽量选择高容量存储器空间的单片机，如 89C52、89C54、89C58等，应避免外扩程序存储器，因为会增加 硬件负担。
程序存储器
FFFFH
(64K)
0FFFH (4K)
0000H
内部
EA=1
外部
EA=0 0000H
0FFFH (4K)
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
18
12
17
13
16
14
15
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
18
12
17
13
16
14
15
64K
3. 程序存储器
通过16位PC寻址，最大可寻址64kB地址空间
程序存储器资源分布
4. 数据存储器
片内、片外分开编址
如何区分0000-00FFH的地址空间是片内RAM还 是片外RAM？
片内RAM：
• 低128B片内RAM ① 高128B片内RAM
0000-007FH 0080-00FFH
SFR：特殊功能寄存器区
PSW位地址
数据存储器
FFFFH
CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P
STC89C51单片机硬件结构和原理
算术运算 -- 加、减、乘、除、加1、减1、BCD数十进制 调整、比较
逻辑运算 -- 与、或、非、异或、求补、移位
TMP1，TMP2 – 8位暂存器
ACC – 8位累加器
累加器ACC经常作为一个操作数经TMP2进入ALU，与 来自TMP1的另一个操作数进行运算，结果存入ACC中
作为89C51内部数据传送的中间寄存器
19
VSS
20
40
VCC
39
P0.0
32
31
89C51 30
29 28
P0.7
EA/Vpp ALE / PROG PSEN P2.7
21
P2.0
1. 电源 VCC：电源端，+5V VSS：接地，GND
2. 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1：片内振荡器反向放大器输入端，接外部晶体振荡 器一个脚；由外部输入时钟信号时，该脚接地
大部分指令中用注记符A表示，进出堆栈指令时用注记 符ACC表示
B -- 8位寄存器
如图2-2
乘除运算指令中存放一个操作数，操作结束时存放一 部分结果
乘除指令运算之外时可作通用寄存器
PSW -- 程序状态字寄存器
指示指令执行后的状态信息
PSW各位单元可供程序查询和判别
布尔处理器
图2-3
89C51
89C51
89C51
图2-3
ALE / /PROG —— 地址锁存控制端 提供1/6 fosc振荡频率；为其内的Flash ROM输入编程脉冲 /PSEN —— 外部程序存储器的读选通信号端
EA / Vpp —— 内/外ROM选择端
EA = 1 时，访问内部程序存储器,即内ROM EA = 0 时，只访问外部程序存储器,即外ROM
逻辑运算 -- 与、或、非、异或、求补、移位
TMP1，TMP2 – 8位暂存器
ACC – 8位累加器
累加器ACC经常作为一个操作数经TMP2进入ALU，与 来自TMP1的另一个操作数进行运算，结果存入ACC中
作为89C51内部数据传送的中间寄存器
19
VSS
20
40
VCC
39
P0.0
32
31
89C51 30
29 28
P0.7
EA/Vpp ALE / PROG PSEN P2.7
21
P2.0
1. 电源 VCC：电源端，+5V VSS：接地，GND
2. 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1：片内振荡器反向放大器输入端，接外部晶体振荡 器一个脚；由外部输入时钟信号时，该脚接地
大部分指令中用注记符A表示，进出堆栈指令时用注记 符ACC表示
B -- 8位寄存器
如图2-2
乘除运算指令中存放一个操作数，操作结束时存放一 部分结果
乘除指令运算之外时可作通用寄存器
PSW -- 程序状态字寄存器
指示指令执行后的状态信息
PSW各位单元可供程序查询和判别
布尔处理器
图2-3
89C51
89C51
89C51
图2-3
ALE / /PROG —— 地址锁存控制端 提供1/6 fosc振荡频率；为其内的Flash ROM输入编程脉冲 /PSEN —— 外部程序存储器的读选通信号端
EA / Vpp —— 内/外ROM选择端
EA = 1 时，访问内部程序存储器,即内ROM EA = 0 时，只访问外部程序存储器,即外ROM
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为何选用STC系列的单片机
资料多 郭天祥视频选用STC89C51型号 本学院大部分同学研究51单片机时以
STC89C51为基础D XTAL1:内部振荡电路反相放大器输入端，使用外部
晶体是连接晶体，使用外部振荡源时接地 XTAL2:与XTAL1不同是输出端 ALE/PROG:地址锁存信号输出引脚 PSEN：外部程序程序存储器读选通引脚 RST/VDD:复位信号引脚 EA/VPP:高电平，程序从外部程序存储器开始执行；
5
何为I/O口
I: 输入(input) 输入高低电平 O:输出(output) 输出高低电平 IO口是单片机最为重要的控制端口,是单片机实
现功能的基础,有输入输出的电流限制。输入 电流过大会烧坏管脚
6
低电平从内存开始
4
IO引脚：P0,P1,P2和P3，其中P2P0组成了16位数据总线，P2位 高位，P0还可以复用为8位数据总线，P0，P1，P2可做普通IO口， P3具有第3功能
P3:P3.0：RXD串行口输入 P3.1：TXD串行口输出 P3.2：INT0外部中断0输入 P3.3：INT1外部中断1输入 P3.4：T0定时器0外部输入 P3.5：T1定时器1外部输入 P3.6：WR外部写控制 P3.7：RD外部读控制
资料多 郭天祥视频选用STC89C51型号 本学院大部分同学研究51单片机时以
STC89C51为基础D XTAL1:内部振荡电路反相放大器输入端，使用外部
晶体是连接晶体，使用外部振荡源时接地 XTAL2:与XTAL1不同是输出端 ALE/PROG:地址锁存信号输出引脚 PSEN：外部程序程序存储器读选通引脚 RST/VDD:复位信号引脚 EA/VPP:高电平，程序从外部程序存储器开始执行；
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何为I/O口
I: 输入(input) 输入高低电平 O:输出(output) 输出高低电平 IO口是单片机最为重要的控制端口,是单片机实
现功能的基础,有输入输出的电流限制。输入 电流过大会烧坏管脚
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低电平从内存开始
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IO引脚：P0,P1,P2和P3，其中P2P0组成了16位数据总线，P2位 高位，P0还可以复用为8位数据总线，P0，P1，P2可做普通IO口， P3具有第3功能
P3:P3.0：RXD串行口输入 P3.1：TXD串行口输出 P3.2：INT0外部中断0输入 P3.3：INT1外部中断1输入 P3.4：T0定时器0外部输入 P3.5：T1定时器1外部输入 P3.6：WR外部写控制 P3.7：RD外部读控制