STC89C51系列单片机的结构和原理
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• ALE（30脚）：地址锁存使能。在访问外部存储器时，输出 脉冲锁存地址的低字节，在正常情况下，ALE输出信号恒定 为1/6振荡频率。并可用作外部时钟或定时，注意每次访问外 部数据时，一个ALE脉冲将被忽略。
• PSEN（29脚）：程序存储使能。读外部程序存储。当从外 部读取程序时，PSEN每个机器周期被激活两次，在访问外 部数据存储器时PSEN无效，访问内部程序存储器时PSEN无 效。
2.2 STC89C51系列单片机的内部结构
增强的80C51 CPU 12时钟模式,6时钟模式
晶体 或 谐振器
512B/1280B 数据RAM
端口3 可配置的I/O口
端口2 可配置的I/O口
端口1 可配置的I/O口
端口0 可配置的I/O口
振荡器
4K / 8 K/ ... 64KB 程序FLASH
• 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。
• 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。
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。
• RST（9脚）：复位端。当晶体在运行时，只要此引脚上出 现2个机器周期高电平即可复位，内部有扩散电阻连接到Vss， 仅需要外接一个电容到Vcc即可实现上电复位。
12
ALU还有位操作功能，对位变量进行位处理，如置“1”、 清“0”、求补、测试转移及逻辑“与”、“或”等。
2．累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。“A”与“Acc” 作用如下： （1）ALU单元的输入数据源之一，又是ALU运算结果存放单
元。 （2）数据传送大多都通过累加器A，相当于数据的中转站。
清0，控制程序的流向。用户应Biblioteka Baidu分利用。
15
（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）4组工作寄存器区选择 选择片内RAM区中的4组工作寄存器区中的某一组为当前工 作寄存区。
（5）OV（PSW.2）溢出标志位 当执行算术指令时，用来指示运算结果是否产生溢出。如 果结果产生溢出，OV=1；否则，OV=0。
• EA/Vpp（31脚）：外部寻址使能/编程电压。在访问整个外 部程序存储器时，EA必须外部置低。如果EA为高时，将执 行内部程序。当RST释放后EA脚的值被锁存，任何时序的改 变都将无效。该引脚在对FLASH编程时用于输入编程电压 (Vpp)。
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。
名称
P3.0
RxD
I
P3.1
TxD
0
P3.2
INT0
I
P3.3
INT1
I
P3.4
T0
I
P3.5
T1
I
P3.6
WR
O
P3.7
RD
O
串行输入口 串行输出口 外部中断0 外部中断1 定时器0 外部输入 定时器1 外部输入 外部数据存储器写信号 外部数据存储器读信号
2.3 STC89C51的系列单片机的主要组成部分 该系列单片机由中央处理器(CPU)、存储器和I/O接口三 大部分组成。 其中CPU包括运算器和控制器两大部分。 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。 1．算术逻辑运算单元ALU 可对8位变量逻辑运算（与、或、异或、循环、求补和清 零），还可算术运算（加、减、乘、除）
P3 口 （ P3.0-P3.7 ， 10-17 脚 ） ： 是 带 内 部 上 拉 的 双 向 I/O 口。向P3 口写入1时，P3 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P3 口会因为内部上拉而输出电流。P3口脚具有第二功 能，表2-2介绍了P3口的第二功能。
口 线 第二功能 类型
（6）PSW.1位 保留位
（7）P（PSW.0）奇偶标志位 指令执行完，累加器A中“1”的个数是奇数还是偶数。
16
P=1，表示A中“1”的个数为奇数。 P=0，表示A中“1”的个数为偶数。 此标志位对串行通信有重要的意义，常用奇偶检验的 方法来检验数据串行传输的可靠性。
14
PSW中各个位的功能： （1）Cy（PSW.7）进位标志位
可写为C。在算术和逻辑运算时，若有进位/借位，Cy＝ 1；否则，Cy＝0。在位处理器中，它是位累加器。
（2）Ac（PSW.6）辅助进位标志位 在BCD码运算时，用作十进位调整。即当D3位向D4位产
生进位或借位时，Ac＝1；否则，Ac＝0。 （3）F0（PSW.5）用户设定标志位 由用户使用的一个状态标志位，可用指令来使它置1或
全双工增强型 UART
定时器0 定时器1
定时器2
看门狗定时器
51系列单片机结构框图
1. 电源引脚
VSS（20脚）：接地，0V参考点。 VCC（40脚）：电源，提供掉电、空闲、正常工作
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。
13
A的进位标志Cy是特殊的，因为它同时又是位处理机的位累 加器
3．程序状态字寄存器PSW PSW（Program Status Word）位于片内特殊功能寄存器区，
字节地址为D0H。 包含了程序运行状态的信息，其中4位保存当前指令执行后
的状态，供程序查询和判断。格式如图2-3所示。
图2-3 PSW的格式
• PSEN（29脚）：程序存储使能。读外部程序存储。当从外 部读取程序时，PSEN每个机器周期被激活两次，在访问外 部数据存储器时PSEN无效，访问内部程序存储器时PSEN无 效。
2.2 STC89C51系列单片机的内部结构
增强的80C51 CPU 12时钟模式,6时钟模式
晶体 或 谐振器
512B/1280B 数据RAM
端口3 可配置的I/O口
端口2 可配置的I/O口
端口1 可配置的I/O口
端口0 可配置的I/O口
振荡器
4K / 8 K/ ... 64KB 程序FLASH
• 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。
• 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。
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。
• RST（9脚）：复位端。当晶体在运行时，只要此引脚上出 现2个机器周期高电平即可复位，内部有扩散电阻连接到Vss， 仅需要外接一个电容到Vcc即可实现上电复位。
12
ALU还有位操作功能，对位变量进行位处理，如置“1”、 清“0”、求补、测试转移及逻辑“与”、“或”等。
2．累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。“A”与“Acc” 作用如下： （1）ALU单元的输入数据源之一，又是ALU运算结果存放单
元。 （2）数据传送大多都通过累加器A，相当于数据的中转站。
清0，控制程序的流向。用户应Biblioteka Baidu分利用。
15
（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）4组工作寄存器区选择 选择片内RAM区中的4组工作寄存器区中的某一组为当前工 作寄存区。
（5）OV（PSW.2）溢出标志位 当执行算术指令时，用来指示运算结果是否产生溢出。如 果结果产生溢出，OV=1；否则，OV=0。
• EA/Vpp（31脚）：外部寻址使能/编程电压。在访问整个外 部程序存储器时，EA必须外部置低。如果EA为高时，将执 行内部程序。当RST释放后EA脚的值被锁存，任何时序的改 变都将无效。该引脚在对FLASH编程时用于输入编程电压 (Vpp)。
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。
名称
P3.0
RxD
I
P3.1
TxD
0
P3.2
INT0
I
P3.3
INT1
I
P3.4
T0
I
P3.5
T1
I
P3.6
WR
O
P3.7
RD
O
串行输入口 串行输出口 外部中断0 外部中断1 定时器0 外部输入 定时器1 外部输入 外部数据存储器写信号 外部数据存储器读信号
2.3 STC89C51的系列单片机的主要组成部分 该系列单片机由中央处理器(CPU)、存储器和I/O接口三 大部分组成。 其中CPU包括运算器和控制器两大部分。 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。 1．算术逻辑运算单元ALU 可对8位变量逻辑运算（与、或、异或、循环、求补和清 零），还可算术运算（加、减、乘、除）
P3 口 （ P3.0-P3.7 ， 10-17 脚 ） ： 是 带 内 部 上 拉 的 双 向 I/O 口。向P3 口写入1时，P3 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P3 口会因为内部上拉而输出电流。P3口脚具有第二功 能，表2-2介绍了P3口的第二功能。
口 线 第二功能 类型
（6）PSW.1位 保留位
（7）P（PSW.0）奇偶标志位 指令执行完，累加器A中“1”的个数是奇数还是偶数。
16
P=1，表示A中“1”的个数为奇数。 P=0，表示A中“1”的个数为偶数。 此标志位对串行通信有重要的意义，常用奇偶检验的 方法来检验数据串行传输的可靠性。
14
PSW中各个位的功能： （1）Cy（PSW.7）进位标志位
可写为C。在算术和逻辑运算时，若有进位/借位，Cy＝ 1；否则，Cy＝0。在位处理器中，它是位累加器。
（2）Ac（PSW.6）辅助进位标志位 在BCD码运算时，用作十进位调整。即当D3位向D4位产
生进位或借位时，Ac＝1；否则，Ac＝0。 （3）F0（PSW.5）用户设定标志位 由用户使用的一个状态标志位，可用指令来使它置1或
全双工增强型 UART
定时器0 定时器1
定时器2
看门狗定时器
51系列单片机结构框图
1. 电源引脚
VSS（20脚）：接地，0V参考点。 VCC（40脚）：电源，提供掉电、空闲、正常工作
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。
13
A的进位标志Cy是特殊的，因为它同时又是位处理机的位累 加器
3．程序状态字寄存器PSW PSW（Program Status Word）位于片内特殊功能寄存器区，
字节地址为D0H。 包含了程序运行状态的信息，其中4位保存当前指令执行后
的状态，供程序查询和判断。格式如图2-3所示。
图2-3 PSW的格式