第二章AT89C51单片机内部结构基础

圆柱11.0592MHZ 圆柱
晶振 11.0592MHZ
当时钟精度要求不高时，也可以用陶瓷谐振 荡器、电感电容电路等代替晶振。若用陶瓷 谐振荡器，则两个电容的容量为47pf 设计电路板时，晶振、电容应尽可能地靠近 单片机，以减少分布电容的影响，从而保证 振荡器稳定、可靠地工作。
片晶体谐振器 26.000MHZ 陶瓷晶振4.000MHZ 陶瓷晶振
2.2时钟电路和复位电路
2.2.1时钟电路 时钟电路
单片机内有时钟电路，与振荡器共同产生单片机工作所 需要的时钟信号。它使单片机在唯一的时钟信号控制下，严 格地按一定的节拍进行工作（按一定的时序进行工作）。 振荡器可由单片机内振荡元件外接振荡元件实现，构成内部 时钟方式，即在XTAL1和XTAL2引脚跨接振荡器元件（如晶 振），则可构成一个稳定的自激振荡器。如果振荡器元件是 晶振，则在晶振两个引脚上接上两个电容。电容主要是起频 率微调和稳定的作用。电容容量一般为30pf.
0组 1组 2组 3组
00H~07H 08H~0FH 10H~17H 18H~1FH
2、位寻址区 、 地址范围为20H~2FH 3、数据缓冲区 、 地址范围为30H~7FH
4、堆栈区 、 什么是堆栈？ (1)是单片机内部RAM中一个专用的连续存储区，是一个单端读写 操作的存储结构。 (2)51单片机的堆栈在片内RAM 中开辟。 堆栈指针（SP） (1)8位寄存器，用来存放堆栈的栈顶。 (2)单片机复位后SP=07H。 堆栈的操作 (1)压入堆栈：SP自动加1，数据进栈； 先加后进 (2)弹出堆栈：数据进栈，SP自动减1； 先出后减 举例：假设SP=70H，将数据 举例：假设 ，将数据12H，34H依次压入堆栈 ， 依次压入堆栈 解答： 解答： (1) SP自动加1，SP=71H；将数据12H压入SP所指的单元 （71H）。 (2) SP自动加1，SP=72H，将数据34H压入SP所指的单元 （72H）。 堆栈的原则： ★ 先进后出，后进先出
第二章AT89C51单片机内部 第二章AT89C51单片机内部 结构基础
2.1内部结构和引脚功能 内部结构和引脚功能 2.2时钟电路和复位电路 2.2时钟电路和复位电路 2.3存储器结构 存储器结构
2.1内部结构和引脚功能 2.1内部结构和引脚功能
2.1.1单片机内部主要部件 单片机内部主要部件 中央处理器： 中央处理器： 完成控制运算和控制功能 内部数据存储器：地址范围00H~7FH 内部数据存储器：地址范围 21个特殊功能寄存器：地址为 个特殊功能寄存器： 个特殊功能寄存器 地址为80H~FFH 程序计数器PC：独立的16位专用寄存器 程序计数器 ：独立的 位专用寄存器 4KB内部程序存储器 4KB内部程序存储器：存储程序等 内部程序存储器： 4个8位可编程 口 位可编程I/O口 个 位可编程 一个串行通信口 2个16位定时器 计数器 位定时器/计数器 个 位定时器 5个中断源，两个中断源优先级的中断控制系统 个中断源， 个中断源 一个片内振荡器和时钟电路
2、复位信号 、 RST引脚是复位信号的输入端。实现复位 操作，必须使RST引脚至少保持两个机器 周期的高电平（一般用手按下去再放开， 都能达到两个机器周期），再从高电平变 为低电平，完成复位。复位后，单片机从 ROM中的0000H单元开始执行程序。
3 复位电路 复位操作有上电自动复位、按键复位等 方式。
振荡器也可以是外振荡源，将其信号接单 片机XTAL1脚，XTAL2脚悬空，构成外部 片机XTAL1脚，XTAL2脚悬空，构成外部 时钟方式。 见P15时钟方式方框图 P15时钟方式方框图
2.2.2复位电路 复位电路 1 复位 复位是令单片机初始化的操作，其主要功 能是初始化单片机的工作状态。例如，把 程序计数器PC的值初始化为0000H，这 样单片机在复位后就从程序存储器ROM 的0000H单元开始执行程序。另外，当程 序运行出错或因操作错误而使系统处于死 锁状态时，按复位键来重新初始化单片机。
上电复位是通过外部复位电容充电来实现复 上电复位 位。由于电容通交流隔直流，在上电瞬间可 等效交流电，在这一瞬间RST引脚的电位与 VCC的电位一样。由于电容两端电压差不断 增大，则RST端的电压逐渐变小，直至电容 充电完毕。电容的充电时间必须大于两个机 器周期。
按键复位是通过按键接通的瞬间，使
2.1.2引脚功能 引脚功能
1.电源引脚 GND：接地端 VCC：电源脚，一般工作电压为5V 2、时钟引脚 XTAL1: 振荡输入端 XTAL2: 振荡输出端 3、控制线 RST: 复位输入端 ALE: 地址锁存允许/编程脉冲 PSEN:外部ROM读选通信号 EA ：内外ROM选择/编程电源 4、4个I/O口 可作输入和输出端
2.3.2程序存储器 程序存储器ROM 程序存储器
片内ROM用于存储编好的程序、表格、常数。 当程序内存不够用时，可扩展外程序存储器。 单片机工作时，只能读ROM，不能写ROM.单 片机断电后，存储在ROM中的程序、表格、常 数等不会消失。 低4KB地址的程序可存储在片内ROM也可存储 在片外ROM. 选择片外ROM还是片内ROM,由控制线EA来决 定。当EA=0时，选择片外ROM. 当EA=1时， 先执行片内ROM,地址满时，跳转到片外ROM.
ROM内5个特殊的地址，是单片机的5个 中断子程序的入口程序。
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2.3.3数据存储器 数据存储器RAM 数据存储器 容量为128B，地址范围为00H~7FH.分为四个 区：工作寄存器、可位寻址区、数据缓冲区和 堆栈区。
1、工作寄存器 、 工作寄存器地址为 00H~1FH,分为四个 组。选用哪一组的寄 存器，由PSW中的 RS1和RS0来决定。 一般只使用工作寄存 器0组。
周一 【作业 作业】 作业 简述时钟电路外部时钟和内部时钟方式工作原 理 周三 【作业 作业】 作业 1、 简述上电复位和按键复位的工作原理（电 路图参考P18图2-5） 2、数据存储器RAM可分为哪四个区，它们的 地址是什么?
RST为高电平，实现复位功能。 有些单片机内部设置RST接收低电平 时， 实现复位功能 RST是高电平还是低电平时复位，要根据 单片机的类型而定。
2.3存储器结构 2.3存储器结构
2.3.1 存储器组成 AT89C51存储器由程序存储器ROM和数据存储 器RAM组成。 ROM可分为片内ROM和片外ROM。片内ROM 为4KB，地址范围为0000H~0FFFH.片外ROM 可扩展到64KB。 RAM可分为片内RAM和片外RAM.片内RAM由 128B（00H~7FH)的片内数据存储器和21个特 殊功能寄存器（80H~FFH)组成；片外可扩展 到64KB。