資料介紹
隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展,以ARM為主的32位MCU(微控制器)已普及開來,8位MCU已被很多人認(rèn)為將被淘汰,更何況其中的老古董MCS-51系列單片機。但從目前的形勢來看,8位MCU還牢牢占據(jù)著工業(yè)控制領(lǐng)域的主導(dǎo)地位,一個原因是8位 MCU的開發(fā)成本比較低,也有大量的成熟設(shè)計方案,還有一個原因是歷史的延續(xù),新的產(chǎn)品還處在不斷變化中,老產(chǎn)品則是經(jīng)數(shù)十年的淘汰而留存下來的精品。
MCS-51系列單片機正是如此,自1980年由Intel推出后,獲得很大成功,并不斷改進而形成系列,成為最普遍使用的單片機內(nèi)核和指令系統(tǒng)。后來,ATMEL、NXP等多家著名半導(dǎo)體公司推出兼容和增強的51系列單片機,應(yīng)用普遍,因此成為單片機教學(xué)的主要示例,熟悉其結(jié)構(gòu)和指令的工程師數(shù)量龐大。這幾年,隨著AVR、PIC等更高性能單片機的推廣使用,特別是ARM Cortex-M系列32位MCU價格的持續(xù)走低,原來主要以生產(chǎn)51兼容的通用單片機的半導(dǎo)體公司才逐漸淡出市場,但仍有大量以 51為內(nèi)核的計量、無線通信等專用芯片存在。在成本敏感度高的中國市場,以51為內(nèi)核的STC仍然很受歡迎,看來還要持續(xù)一段時間。所以,在今后的一段時間內(nèi),51系列單片機還有市場,還有一些人仍要從51開始學(xué)習(xí)單片機,所以單片機的介紹也要從MSC-51開始。MSC-51系列最典型的型號是ATMEL公司的AT89C51。
1.AT89C51內(nèi)核的主要組成結(jié)構(gòu):
AT89C51是以ALU位中心的8位微控制器(MCU),完成運算和控制功能;內(nèi)部有128B的數(shù)據(jù)存儲器(內(nèi)部RAM),地址范圍00H~7FH;有21個特殊功能寄存器,在內(nèi)部RAM的SFR塊中(又稱專用寄存器),離散分布于地址80H~FFH中。計數(shù)器PC,是一個獨立的16位專用寄存器,其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址(程序存儲器地址)。 51系列單片機在存儲器配置上采用“哈佛”結(jié)構(gòu),即物理上具有獨立的程序寄存器和數(shù)據(jù)寄存器,但邏輯上采用相同的地址空間,利用不同的指令和尋址方式進行訪問。AT89C51內(nèi)部有4kB FLASH,用來存儲程序、原始數(shù)據(jù)、表格等,稱為程序存儲器(片內(nèi)ROM);有4個8位可編程I/O口(P0、P1、P2、P3);一個UART串行通信口;2個16位定時/計數(shù)器;5個中斷源,兩個中斷優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng);一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 2.AT89C51的主要引腳功能: GND和Vcc:電源引腳,Vcc接直流電源,5.00V±20%。 RST:復(fù)位輸入端,此引腳上至少要出現(xiàn)2個機器周期的高電平(12個振蕩周期)。 ALE/PROG-:地址鎖存允許/編程脈沖,對內(nèi)部FLASH編程時用于輸入編程脈沖。 PSEN-:外部ROM讀取選通信號,每個機器周期出現(xiàn)2次有效信號,作為外ROM的OE。 EA-/Vpp:內(nèi)/外ROM選擇及內(nèi)ROM編程電源,低電平時只訪問片外ROM。
3.AT89C51的時鐘周期:
當(dāng)外接12MHz晶振時,振蕩周期1/12us、狀態(tài)時鐘周期1/6us、機器周期1us。
4.AT89C51對外部儲存器的訪問:
當(dāng)訪問外部存儲器時,用來鎖存P0口輸出的低8位地址。即使不訪問外部存儲器,仍以不變的周期輸出信號,頻率為振蕩頻率的1/6。但每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)寄存器時,將跳過一個ALE脈沖。
5.AT89C51的復(fù)位信號及影響的寄存器:
要實現(xiàn)復(fù)位操作,必須使RST引腳至少保持兩個機器周期的高電平,再從高電平變?yōu)榈碗娖健M瓿蓮?fù)位后,MCU從ROM中的 0000H單元開始執(zhí)行程序。復(fù)位電路常用10uF電容與10k電阻組合。
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