_AT89S51单片机与输入输出外部设备的接口
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。
AT89S51单片机的认识和管脚功能
AT89S51单片机的认识和管脚功能AT89C51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。
图1是常用的一种单片机，型号为AT89S51，它将计算机的功能都集成到这个芯片内部去了，就这么一个小小的芯片就能构成一台小型的电脑，因此叫做单片机。
它有40个管脚，分成两排，每一排各有20个脚，其中左下角标有箭头的为第1脚，然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚……第40脚，如下图所示：在40个管脚中，其中有32个脚可用于各种控制，比如控制小灯的亮与灭、控制电机的正转与反转、控制电梯的升与降等，这32个脚叫做单片机的“端口”，在单片机技术中，每个端口都有一个特定的名字，比如第一脚的那个端口叫做“P1.0”，由于本次试验仅仅控制一个小灯的亮与灭，由此只用一个端口就行了，我们就用第一脚的P1.0端口吧，如下图所示：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。
AT89S51单片机.
AT89S51AT89S51单片机的硬件组成单片机内硬件组成结构如图2-1所示。
图2-1 AT89S51单片机片内结构有如下功能部件和特性：（1）8位微处理器（CPU）；（2）数据存储器（128B RAM）；（3）程序存储器（4KB Flash ROM）；（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口和P3口）；（5）1个全双工的异步串行口；（6）2个可编程的16位定时器/计数器；（7）1个看门狗定时器；（8）中断系统具有5个中断源、5个中断向量；（9）特殊功能寄存器（SFR）26个；（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；（3）增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力；（4）增加断电标志；（5）增加掉电状态下的中断恢复模式。
单片机内各功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1），基本结构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构。
CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。
单片机内部件功能1）CPU（微处理器）8位的CPU，与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，还有面向控制的位处理功能。
2）数据存储器（RAM）片内为128B （52子系列为256B ），片外最多可扩64KB 。
片内128B 的RAM 以高速RAM 的形式集成，可加快单片机运行的速度和降低功耗。
3）程序存储器（Flash ROM ）片内集成有4KB 的Flash 存储器（A T89S52 则为8KB ；A T89C55片内20KB ），如片内容量不够，片外可外扩至64KB 。
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。
51单片机复习题(含答案)
一、填空题1、A T89S51单片机为8 位单片机，共有40 个引脚。
2、MCS-51系列单片机的典型芯片分别为8031 、8051 、8751 。
3、A T89S51访问片外存储器时，利用ALE 信号锁存来自P0口发出的低8位地址信号。
4、A T89S51的P3口为双功能口。
5、A T89S51内部提供 2 个可编程的16 位定时/计数器，定时器有4 种工作方式。
6、A T89S51有 2 级中断， 5 个中断源。
7、A T89S51的P2 口为高8位地址总线口。
8、设计一个以AT89C51单片机为核心的系统，如果不外扩程序存储器，使其内部4KB闪烁程序存储器有效，则其EA* 引脚应该接+5V9、单片机系统中使用的键盘分为独立式键盘和行列式键盘，其中行列式键盘的按键识别方法有扫描法和线反转法。
10、单片机进行串行通信时，晶振频率最好选择11.0592MHz11、AT89S51复位后，PC与SP的值为分别为0000H 和07H 。
12、关于定时器，若振荡频率为12MHz，在方式2下最大定时时间为256us13、A T89S51单片机的通讯接口有串行和并行两种形式。
在串行通讯中，发送时要把并行数据转换成串行数据。
接收时又需把串行数据转换成并行数据。
14、一个机器周期等于6个状态周期，振荡脉冲2分频后产生的时序信号的周期定义为状态12周期。
15、当使用慢速外设时，最佳的传输方式是中断。
16、MCS-51串行接口有4种工作方式，这可在初始化程序中用软件填写特殊功能寄存器__SCON _加以选择。
二、判断题1、8031与8051的区别在于内部是否有程序存储器。
（√）2、内部RAM的位寻址区，既能位寻址，又可字节寻址。
（√）3、串行口工作方式1的波特率是固定的，为fosc/32。
（×）4、8051单片机中的PC是不可寻址的。
（√）5、MCS-51系统可以没有复位电路。
（×）6、某特殊功能寄存器的字节地址为80H，它即能字节寻址，也能位寻址。
单片机原理及接口技术AT89S51单片机系统的串行扩展
单片机原理及接口技术AT89S51单片机系统的串行扩展在单片机系统中，为了扩展其功能和使用，需要与其他外部设备进行通信。
串行通信是一种常见的通信方式，它通过将数据逐位地进行传输和接收。
AT89S51单片机具有多种功能引脚，可以用来实现串行扩展。
包括UART串口、SPI接口和I2C总线等。
UART串口是一种常用的串行通信接口，它使用两根引脚（TXD和RXD）进行数据传输。
在AT89S51单片机中，可以使用其内置的UART模块来实现串行扩展。
首先，需要设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位等参数。
然后，在程序中通过读写串口数据寄存器来进行数据的传输和接收。
SPI接口是一种全双工的串行通信接口，它使用四根引脚（SCLK、MISO、MOSI和SS）进行数据的传输和接收。
在AT89S51单片机中，可以使用其内置的SPI模块来实现串行扩展。
首先，需要设置SPI的工作模式、数据位、时钟极性和相位等参数。
然后，在程序中通过读写SPI数据寄存器来进行数据的传输和接收。
I2C总线是一种双向的串行通信总线，它使用两根引脚（SDA和SCL）进行数据的传输和接收。
在AT89S51单片机中，可以通过软件实现I2C总线的功能。
首先，需要设置I2C的时钟频率和器件地址等参数。
然后，在程序中通过控制I2C总线的起始、停止、发送和接收来进行数据的传输和接收。
串行扩展可以实现单片机与其他外设的数据交互，包括和PC机的通信、与传感器的连接等。
通过串行扩展，单片机能够实现更复杂的功能和应用。
在编程过程中，需要合理地使用串口、SPI接口和I2C总线等技术，根据具体的应用需求选择合适的通信方式。
总之，单片机原理及接口技术是一种重要的扩展技术，可以极大地增强单片机的功能和使用。
在AT89S51单片机系统中，串行扩展是一种常见的技术。
通过合理地使用UART串口、SPI接口和I2C总线等技术，可以实现单片机与其他外设的数据交互，进而实现更复杂的功能和应用。
单片机原理及应用_黄河科技学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
单片机原理及应用_黄河科技学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.AT89S51单片机的串行口，数据输出端为（）。
参考答案:TXD2.AT89S51单片机定时器/计数器T1的中断向量号为（）。
参考答案:33.Keil C51的unsigned int数据类型是（）。
参考答案:无符号整型变量4.访问片外RAM数据，在C51中该数据的存储类型为（）。
参考答案:xdata5.数字温度传感器DS18B20是（）总线的器件参考答案:单6.AT89S51单片机有4 组位并行I/O口。
参考答案:87.AT89S51单片机片片外最多可扩展 KB的程序存储器。
参考答案:648.AT89S51有个可编程定时器/计数器参考答案:29.某RAM芯片有12条地址线，可寻址 KB个存储单元参考答案:410.波特率是指串行口每发送或接收的数据参考答案:秒钟11.AT89S51单片机采用并行总线方式外扩器件时，地址总线的高8位由（）口提供参考答案:P212.C51中断函数的关键字是（）参考答案:interrupt13.AT89S51单片机有( )组工作寄存器参考答案:414.ADC0809是( )位的数模转换器参考答案:815.如果单片机的晶振是6MHz，则其机器周期为（）参考答案:2μS16.单片机的I/O端口做通用I/O时，若要读某个引脚，需要先对该端口位写（）。
参考答案:117.C51提供了（）存储类型类访问ROM。
参考答案:code18.如果需要用到AT89S51单片机的特殊功能寄存器以及一些存储定义，需要加载头文件（）。
参考答案:reg51.h19.下面哪一种不属于C51扩展的数据类型参考答案:double20.单片机复位时，系统默认的当前工作寄存器为第（）组。
参考答案:21.程序在运行时，当前PC的值是（）。
参考答案:当前正在执行的指令的下一条指令的地址22.C51 中以字节形式对xdata区进行寻址，用（）宏定义。
AT89S51单片机的硬件结构
AT89S51单片机的硬件结构单片机，作为现代电子技术中的重要角色，在各种智能设备和控制系统中发挥着关键作用。
AT89S51 单片机更是其中的经典代表之一。
要深入理解 AT89S51 单片机的工作原理和应用，就必须先了解它的硬件结构。
AT89S51 单片机主要包含以下几个重要部分：中央处理器（CPU）是单片机的核心。
它负责控制和协调各个部件的工作，执行指令，进行算术和逻辑运算。
就像人的大脑一样，指挥着整个系统的运行。
AT89S51 的 CPU 具有较高的处理能力，能够快速响应各种任务需求。
存储器是单片机用于存储数据和程序的地方。
AT89S51 单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存放单片机运行所需的程序代码，通常是只读的，以确保程序的稳定性和安全性。
而数据存储器则用于存储运行过程中的临时数据、变量等。
这就好比我们的书架和书桌，书架上存放着固定的书籍（程序），书桌则用于处理当前正在使用的纸张和文具（数据）。
AT89S51 单片机的输入/输出（I/O）端口也是其重要的组成部分。
这些端口可以与外部设备进行连接和通信，实现数据的输入和输出。
例如，通过 I/O 端口可以连接传感器来获取外部环境的信息，也可以连接执行器来控制外部设备的动作。
想象一下，这些端口就像是房屋的门窗，是与外界交流的通道。
此外，还有定时器/计数器。
定时器用于产生精确的定时信号，常用于定时控制、延时等操作。
计数器则用于对外部脉冲进行计数。
比如说，我们可以用定时器来控制一盏灯每隔一定时间闪烁一次，用计数器来统计某个事件发生的次数。
中断系统是 AT89S51 单片机的另一个关键部分。
当中断事件发生时，单片机能够暂停当前正在执行的任务，转而去处理更紧急的中断任务，处理完成后再返回原来的任务继续执行。
这就好像我们正在做一件事情时，突然有更紧急的事情需要处理，我们会先放下手头的工作去处理紧急事务，然后再回来继续之前的工作。
在 AT89S51 单片机中，时钟电路也不可或缺。
AT89S51单片机控制红、绿、黄交通灯亮及闪烁时间与顺序。
桂林电子科技大学微机单片机接口设计报告指导老师:吴兆华学生:冯贤明学号: 092011133桂林电子科技大学机电工程学院一设计题目 (1)二设计目的要求和意义 (1)2.1设计目的要求 (1)2.2 系统设计意义 (1)三系统硬件电路图设计 (2)3.1 系统结构框图 (2)3.2 系统硬件电路图 (2)3.3 电路设计PCB图 (3)四程序流程图与源代码 (4)4.1 程序流程图 (4)4.2 程序源代码 (4)五系统功能分析与说明 (5)5.1 微处理器 (5)5.2 复位电路的设计 (9)5.3 二极管输出电路 (9)5.4 晶振电路 (10)5.5 制作PCB图 (10)六设计体会 (12)七参考文献 (13)一设计题目按桂林市微笑堂十字街的交通规则用AT89S51单片机控制红、绿、黄交通灯亮及闪烁时间与顺序。
二设计目的要求和意义2.1设计目的要求1通过单片机最小系统的设计，了解常用单片机应用系统开发手段和过程，进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理，并能初步掌握一般单片机控制系统的编程和应用，从而进一步加深对单片机理论知识的理解。
2 掌握单片机内部功能模块。
如定时器/计数器、中断系统、存储器、I/O口等；3 掌握单片机的接口及相关外围芯片的特性、使用与控制方法；4 掌握单片机的编程方法，调试方法；5 掌握单片机应用系统的构建和使用，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好的基础。
6.学会使用并熟练掌握电路绘制软件Protel99SE（或DXP）；7.掌握电路图绘制及PCB图布线技巧。
2.2 系统设计意义1、在系统掌握单片机相应基础知识的前提下，熟悉单片机最小应用系统的设计方法及系统设计的基本步骤。
2、完成所需单片机最小应用系统原理图设计绘制的基础上完成系统的电路图设计。
3、完成系统所需的硬件设计制作，在提高实际动手能力的基础上进一步巩固所学知识。
4、进行题目要求功能基础上的软件程序编程，会用相应软件进行程序调试和测试工作。
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
淮南师范学院电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期单片机
淮南师范学院电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期单片机1. AT89S51单片机芯片是双列直插式封装的,有( )个引脚。
[单选题] *A、24(正确答案)B、30C、40D、502. 当AT89S51单片机接有外部存储器扩展，P2口可作为( )。
[单选题] *A、数据输入口(正确答案)B、数据的输出口C、准双向输入/输出口D、高8位地址3. AT89S51单片机的CPU主要的组成部分为( )。
[单选题] *A、运算器、控制器(正确答案)B、加法器、寄存器C、运算器、加法器D、运算器、译码器4. AT89S51单片机P0口作数据线和低8位地址线时( ) [单选题] *A、应外接上拉电阻(正确答案)B、不能作I/O口C、能作I/O口D、应外接高电平5. AT89S51单片机的XTAL1和XTAL2引脚是( )引脚。
[单选题] *A、外接定时器(正确答案)B、外接串行口C、外接中断D、外接晶振6. 在AT89S51单片机有片外存储器扩展时,____口和____口为地址线,____口分时作为数据线。
[单选题] *A、P0，P1，P2(正确答案)B、P1，P2，P3C、P1，P2，P2D、P0，P2，P07. AT89S51单片机中,如采用6MHZ晶振,一个机器周期为（）。
[单选题] *A、1us;(正确答案)B、2us;C、6us;D、12us;8. 在CPU内部,反映程序运行状态或反映运算结果的一些特征寄存器是（）。
[单选题] *A、PC(正确答案)B、DPTRC、SPD、PSW9. 堆栈的地址由内容确定,其操作规律是“进出”。
[单选题] *A、PC,先，后(正确答案)B、PC,先，先C、SP,先，后D、SP,先，先10. 10．AT89S51单片机内部的SFR共有____个。
[单选题] *A、18(正确答案)B、21C、26D、3111. 11．AT89S51单片机中,片内RAM可进行位寻址的空间是____,其对应的位地址范围是____。
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
12
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。
2
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
3
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。
15
（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
16
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 AT89S51单片机的串行口
（5）RB8—接收的第9位数据 在方式2和方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。在方式1， 如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。 （6）TI—发送中断标志位
方式0时，串行发送的第8位数据结束时，TI由硬件置“1”，
在其他工作方式中，串行口发送停止位的开始时，置TI为“1” 。TI=1，表示1帧数据发送结束。TI位状态可供软件查询，也可 申请中断。CPU响应中断后，在中断服务程序向 SBUF写入要发送 的下一帧数据。注意：TI必须由软件清“0”。 （7）RI—接收中断标志位
2
图8-1 串行口的内部结构
3
8.1.1
串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器 SCON，字节地址98H，可位寻址，位地址 为 98H ～ 9FH ，即 SCON 的所有位都可用软件来进行位操作清 “0”或置“1”。SCON格式见图8-2。
图8-2 串口控制寄存器SCON格式
4
寄存器SCON各位功能： （1）SM0、SM1—串口4种工作方式选择
P1.1脚控制。若SH/LD*=0，则74LS165可以并行输入数据，且
串行输出端关闭；当SH/LD*=1，则并行输入关断，可以向单片 机串行传送。当P1.0连接的开关K合上时，可进行开关S0~S7 状态数字量的并行读入。由图8-8，采用中断方式来对S0~S7状 态读取，并由单片机P2口驱动二极管点亮（开关S0~S7中的任
方式0输出典型应用是串口外接串行输入/并行输出的同步移 位寄存器74LS164，实现并行端口的扩展。 图8-6为串口方式0，通过74LS164输出控制8个外接LED发光二 极管亮灭的接口电路。当串口设置在方式0输出时，串行数据由
RXD端（P3.0）送出，移位脉冲由TXD端（P3.1）送出。在移位脉
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
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TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ;0-9 共阳段码表
TAB1:DB 03FH,006H,05BH,04FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;0-9 共阴段码表 (常用)
回顾前面讲过的一位数码管显示程序。
MAIN:
何时刻只有一个 LED数码管处于显示状态。 连接方法 :
所有LED的段码线共同连接在一起共用一个 8位I/O口,而每个LED的 位选线分别由一根相应的 I/O 口线控制 . 显示方式：
动态显示采用 逐位扫描 显示方式，即 每一个时刻只选通其中一位 数码管，并从段码线端口 送出该位数码管的段码 ,然后保持一段 延时时 间。然后选通下一位数码管 ,直到所有数码管扫描完 .
动态显示要注意两个问题 : 1. 段码通常通过查表指令 MOVC 来求得.先送段码，再送位选信号。 2. 每位数码管显示时间 不能太短也不能太长 。 3. 换位显示 时通常要 加一些软件代码使所有的 LED 全灭. (防止产生鬼影 )
静态显示和动态显示特点比较 : 1、静态显示：原理简单，编程较容易；显示亮度强， 无闪烁；占用 I/O 资源较多。 2、动态显示：原理较复杂，编程较复杂； 有闪烁；使用的元器件较 少,占I/O 资源少。
10.1.2 多位LED数码管显示原理及接口程序
LED数码管有 静态显示 和动态显示 两种显示方式。
1、静态显示 静态显示是指各位数码管 同时处于显示状态。 连接方法 :
所有LED数码管的 位选线均连到 +Vcc（或GND）,每位LED数码管的 8根段选线分别接到一个 8位并行I/O 口上,从该I/O 口送出相应的段码显 示字型。
第10章 AT89S51 单片机与输入/输出 外部设备的接口
10.1 LED 数码管静态和动态显示接口技术 10.2 矩阵键盘及接口技术 10.3 LCD 液晶显示接口技术
本章重点: 1.LED 数码管动态显示接口技术 2.矩阵键盘及其接口技术 3.1602LCD 液晶显示接口技术
10.1 LED数码管的显示原理及接口设计
I/O 口（1） I/O 口（2） I/O 口（3） I/O 口（4） dpg f e d c b a dpg f e d c b a dpg f e d c b a dpg f e d c b a
+5V/GND
图10-4 LED 数码管静态显示电路
2、动态显示 (常用) 动态显示是指单片机采用“扫描”方式控制各个数码管轮流显示，任源自四位LED数码管动态显示子程序
DISPLAY:
LOOP3:
MOV
LOOP2:
MOV
MOV
CLR
LOOP1:
PUSH
MOV
MOVC
MOV
MOVC
MOV
MOV
MOV
MOV
RR
MOV
LCALL
POP
INC
MOV
DJNZ
DJNZ
RET
R4,#30 R2,#4 R3,#8H A ACC DPTR,#TAB1 A,@A+DPTR DPTR,#TAB2 A,@A+DPTR P0,A A,R3 P2,A A,R3 A R3,A DELAY4MS ACC A P2,#0H R2,LOOP1 R4,LOOP2
I/O(1) dpgfedcba dpgfedcba dpgfedcba dpgf edcba
COM3 COM2 COM2 COM1
D3
D2
D1
D0
I/O(2)
图10-5 LED 数码管动态显示电路
动态显示原理： 动态显示是利用人眼的视觉暂留效应，即人眼看到的画面会在人的
眼里停留约一段时间 ,临界闪烁频率为 24H ，所以电影在 1秒中拍摄 24 张照片,在播放时 ,里面的事物总是移动的。 而1/24Hz=0.046s=46ms, 我们取16ms<46ms ，可以达到没有闪 烁的要求。
;持续显示约0.5s ;显示4位数码管 ;对应第一个数码管的位码值
;每次显示一位数码管 ;赋显示数值表格起始地址 ;查找待显示数值 ;赋段码表格起始地址 ;查找显示数值相对应段码 ;段码通过P0端口输出
;位码通过P2端口输出
;为下一次输出做准备
;为查找下一个显示值做准备 ;防止鬼影 ;显示一屏
；将要显示的数字及段码做成表格供程序查询。
1.键输入特点: （1）按键的接通与断开,产生两种相反的逻辑状态（低电平“0” 与高电平“1”）. （2）按键闭合和断开瞬间均会出现一连串抖动, 当按键按下时会 产生前沿抖动,当按键弹起时会产生后沿抖动. 抖动时间一般为 5～10ms。 （3）解决抖动通常采用软件延时方案，即延时10ms ～20ms 后再 次判断。
10.1.1 一位LED数码管的显示原理及接口程序
接高电平
a
fg b
ed c hh g f a
hgfedcba 接低电平点亮 共阳极
hgfedcba 接高电平点亮 a hgf a
fg b
ed c h
接地
共阴极
hgfedcba
接I/O口 高位
低位
八段LED 数码管段码表（分析，理解）
字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 黑 共阳 0C0 0F9 0A4 0B0 99 92 82 0F8 80 90 0FF 共阴 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F 00
2.编写键盘程序四步 (1)判断是否有键闭合（加入去抖动） (2)识别按键（求键值） (3)等待按键的释放 (4)由键值找到相应处理程序入口
TAB1:DB 2,0,1,2 ;要显示的数字 TAB2:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H,00H ;段码表
10.2 键盘(Keyboard) 接口原理
? 按键的特点及工作原理 ? 独立式 按键 ? 矩阵式 按键
10.2.1 按键输入所要解决的问题
……
L1:
LCALL
SJMP
DISPLAY L1
;初始化语句 ; 反复调用显示程序
DISPLAY:
MOV
A,R4
MOV
DPTR,#TABLE1
MOVC
A,@A+DPTR
MOV
P2,A
INTTIMER0:
RET ……
;在中断服务程序实现
; 显示数值（存放在R4 ;中）每隔 1s加一。
TABLE1: DB C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H,0FFH ；段码表