第四讲 AT89C51单片机的结构及引脚功能

TH2
PSEN ALE EA RST
指 定时 令 控制 寄 逻辑 存 电路 器
PSW
SBUF IE
IP
中断、串行口，定时器逻辑
P1锁 存 器
P3锁 存 器
OSC P1驱 动 器 XTAL2 P3驱 动 器 *只 在 AT89C52中 有
XTAL1
P1.0 ～P1.7
P3.0 ～P3.7
图2-1 AT89C51内部结构框图
AT89C2051
AT89S8252
高档型
低档型 1 64 15 1 3 1 2 2 128 15 2 6 1 2
8 256 32 3 9 1 3
片内振荡器
EΒιβλιοθήκη BaiduPROM/KB
有
无
有
无
有
无
有
无
有
2
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
2、 AT89C51单片机的结构（见14页图2-1）
单片机的定义→内部有哪些部件→AT89C51单片机的内部结构框图 （1）8位中央处理器（CPU） 核心部件，被喻为单片机的大脑和心脏。
(b)
第2章
AT89C51单片机结构和原理
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
3、I/O端口引脚（32条） （1）P0.0~P0.7（39~32脚）：P0口的8位准双向I/O端口线。 第一功能：普通的I/O口。用于传送用户输入/输出的信息。 第二功能：在对单片机总线扩展时，用于分时传送用户输入/
第一功能：普通的I/O口。用于传送用户输入/输出的信息。
第二功能：在对单片机总线扩展时，用于分时传送高8位地 址（A8~A15） 负载能力：每位能驱动4个LSTTL负载。 （4）P3.0~P3.7（10~17脚）：P3口的8位准双向I/O端口线。
第一功能：普通的I/O口。用于传送用户输入/输出的信息。
（6）串行口 有1个全双工的可编程串行I/O端口。功能：实 现单片机和其他设备之间的串行数据传送。 （7）中断控制系统 共有5个中断源：外中断2个，定时器/ 计数器中断2个，串行口中断1个。
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
（8）时钟电路（OSC） 由反向放大器反馈连接组成。外
接稳频元件石英晶体和微调电容。为单片机产生时钟脉
冲序列，系统允许的最高晶振频率为12MHz，一般选 6MHz。
（9）内部总线（三总线）
系统总线：将中央处理器、存储器和输入/输出接口等相 对独立的功能部件连接起来进行信息交换的公共通道。 ①数据总线(DB)：用于传递数据信号。共8条：D0~D7 ②地址总线(AB)：用于传递地址信号。共16条：A0~A15
作用：存放数据、运算的中间结果等。
特点：断电，其中的信息将丢失。 （3）内部程序存储器（内部ROM） 4 KB的闪存程序存储器(Flash ROM)，
用于存放编好的程序以及程序中到的原始数据（常数）或表格。
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
P0.0 ～P0.7 P2.0 ～P2.7 P0驱 动 器 P2驱 动 器
第二功能：见21页表2-3所示。 负载能力：每位能驱动4个LSTTL负载。
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
4、 控制线（4条） AT89C51单片机的控制线有以下几种： （ 1 ） RST/VPD(9 脚 ) ：复位输入端，高电平有效。当振荡 器运行时，在该引脚上出现两个机器周期以上的高电平 将使单片机复位。
输出的数据和低8位地址（A0~A7）
负载能力：每位能驱动8个LSTTL负载。 （2）P1.0~P1.7（1~8脚）：P1口的8位准双向I/O端口线。 功能：用于传送用户输入/输出的信息（即普通的I/O口）。 负载能力：每位能驱动4个LSTTL负载。
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
（3）P2.0~P2.7（21~28脚）：P2口的8位准双向I/O端口线。
V CC GND
RAM 地 址 RAM 寄存器
P0锁 存 器
P2锁 存 器
Flash
程序地址 寄 存 器 B ACC TMP2 TMP1 SP 缓冲器 PCONSCON TMOD TCON T2CONTH0 ALU TL1
RCAP2L*
TL0 TL2
TH1
RCAP2H*
PC 加 1器 程序计数器 DPTR
1、电源线（2条）
Vcc（40）：主电源+5V GND（20）：电源接地端 2、外接晶体引脚（2条，也叫时钟线） XTAL1（19）、XTAL2（18）：外接晶振引线端。当使用 内部时钟时，这两个引脚外接石英晶振和微调电容。当使用 外部信号源时，XTAL2接信号源，XTAL1接地。
主讲：吴政江
(a)
组成：运算器、控制器、专用寄存器（SFR）等。
功能：读取用户程序并执行。具体功能有二：①控制：产生各种控 制信号，保证各部件协调一致地工作；②运算：算术、逻辑、位操作等
运算。
（2）内部数据存储器（内部RAM） 共256个RAM单元，分为①低1238B： 内部数据存储器 ②高128B：存放21个专用寄存器（SFR）
第2章
AT89C51单片机结构和原理
第四讲: AT89C51单片机的结构及引脚功能
一、 AT89C51单片机的结构 二、 AT89C51单片机的引脚功能
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
一、 AT89C51单片机的结构
1、ATMEL89系列单片机简介 （1）特点：ATMEL89系列(以下简称AT89)单片机是美 国ATMEL公司生产的8位高性能单片机，其主要技术 优势是内部含有可编程Flash存储器，用户可以很方便 地进行程序的擦写操作，在嵌入式控制领域中被广泛 的应用。AT89系列单片机与工业标准MCS-51系列单 片机的指令组和引脚是兼容的，因而可替代MCS-51系 列单片机使用。 （2）分类：AT89系列单片机可分为标准型、低档型和高 档型三种类型。表1-1列举出AT89系列单片机的概况。
图2-2 AT89C51封装和引脚分配图
(a) 双列直插式封装；(b) 方形封装
主讲：吴政江
(WR )P3.6 (R D)P3.7 XTAL2 XTAL1 GND NC (A8)P2.0 (A9)P2.1 (A10)P2.2 (A11)P2.3 (A12)P2.4
(T2)P1.0 (T2EX)P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST (RXD)P3.0 (TXD)P3.1 (TNT0)P3.2 (TNT1)P3.3 (T0)P3.4 (T1)P3.5 (WR)P3.6 (RD)P3.7 XTAL2 XTAL1 GND
6 5 4 3 2 1 44 43 42 41 40
P1.4 P1.3 P1.2 P1.1(T 2EX) P1.0(T 2) NC V CC P0.0(AD0) P0.1(AD1) P0.2(AD2) P0.3(AD3)
第2章
AT89C51单片机结构和原理
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
（2）ALE/ PROG (30脚)：地址锁存允许/编程信号线。用
于将P0口送出的片外存储器的低8位地址锁存到外部地址 锁存器中。 （3） PSEN (29脚)：外部程序存储器的读选通线。 （4） EA /VPP(31脚)：片外ROM允许访问端/编程电源端。
主讲：吴政江
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
表1-1 AT89系列单片机概况
型 号
档次 Flash/KB 片内RAM/B I/O/条 定时器/个 中断源/个 串行接口/个 M加密/级 4 128 32 2 6 1 3
AT89C51
AT89C52
标准型 8 256 32 3 8 1 3
AT89C1051
P1.5 P1.6 P1.7 RST (RXD)P3.0 NC (TXD)P3.1 (INT0)P3.2 (INT1)P3.3 (T0)P3.4 (T1)P3.5
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29
P0.4(AD4) P0.5(AD5) P0.6(AD6) P0.7(AD7) EA/V PP NC ALE/PROG PSEN P2.7(A15) P2.6(A14) P2.5(A13)
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
（4）定时器/计数器 T0（TH0、TL0）；T1 （TH1、TL1） 2个，16位。功能：实现定时或计数，并以其定时或计数 的结果对计算机进行控制。 （5）并行I/O口 共有4个8位的并行I/O端口 ，分别命名为P0
口、P1口、P2口、P3口。功能：实现数据的并行I/O。
③控制总线(CB)：用于传递控制信号。因机型而异。
主讲：吴政江
第2章
AT89C51单片机结构和原理
二、 AT89C51单片机的引脚功能 AT89C51有40条引脚，与其他51系列单片机引脚是兼容的。 这40条引脚可分为电源线、 I/O端口线、外接晶体线（或叫 时钟线） 、控制线 四部分。其封装形式有两种：双列直插 封装(DIP)形式和方形封装形式，如图2-2所示。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
VCC P0.0(AD0) P0.1(AD1) P0.2(AD2) P0.3(AD3) P0.4(AD4) P0.5(AD5) P0.6(AD6) P0.7(AD7) EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7(A15) P2.6(A14) P2.5(A13) P2.4(A12) P2.3(A11) P2.2(A10) P2.1(A9) P2.0(A8)