AT89S51系列单片机的特点（AT89S51引脚功能及应用电路）

屈育成 2018-05-14 54304

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描述

　　AT89S51概述

　　AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

　　AT89S51性能参数

　　1、4k Bytes Flash片内程序存储器；

　　2、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；

　　3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；

　　4、2个中断优先级、2层中断嵌套中断；

　　5、5个中断源；

　　6、2个16位可编程定时器/计数器；

　　7、1个全双工串行通信口；

　　8、看门狗（WDT）电路；

　　9、片内振荡器和时钟电路；

　　10、与MCS-51兼容；

　　11、全静态工作：0Hz-33MHz；

　　12、三级程序存储器保密锁定；

　　13、可编程串行通道；

　　14、低功耗的闲置和掉电模式。

　　AT89S51引脚及功能

　　VCC：电源电压输入端。

　　GND：电源地。

　　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。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

　　P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

　　P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

　　P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口除了作为普通I/O口，还有第二功能：

　　P3.0 RXD（串行输入口）

　　P3.1 TXD（串行输出口）

　　P3.2 /INT0（外部中断0）

　　P3.3 /INT1（外部中断1）

　　P3.4 T0（T0定时器的外部计数输入）

　　P3.5 T1（T1定时器的外部计数输入）

　　P3.6 /WR（外部数据存储器的写选通）

　　P3.7 /RD（外部数据存储器的读选通）

　　P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

　　I/O口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读端口时实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。89C51的P0、P1、P2、P3口作为输入时都是准双向口。除了P1口外P0、P2、P3口都还有其他的功能。

　　RST：复位输入端，高电平有效。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

　　ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲信号端。当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

　　PSEN：外部程序存储器的选通信号，低电平有效。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

　　EA/VPP：外部程序存储器访问允许。当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

　　XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端。

　　XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。

　　AT89S51系列单片机的特点

　　AT89S5l是AT89C51的升级产品，性能上较．AT89C51有很大提升，在价格上却与AT89C51差不多，甚至更低。

　　AT89S51显着的特点是加入了在系统编程（ISP）功能，不再依靠专用的编程工具，改写单片机存储器内的程序再也不需要把芯片从电路板上拆下。AT89S系列现有AT89S51／52／53／8252等成员，其不同点在于内置Flash存储器及RAM容量不一样。

　　1、在系统编程ISP

　　从引脚上可以看出其P1.5、P1.6、P1.7比标准的8051都多出一样复用功能，这三个引脚就是用来实现在系统编程（ISP）的SPI接口。

　　当芯片的RST引脚置高电平时，所有程序和数据存储器可以通过SPI总线接口MOSI（数据输入），MISO（数据输出），SCK（时钟输入）对内置Flash存储器进行编程。编程时应在XTAL1与XTAL2之间连接一个3MHz～24MHz的晶振，在VCC与GND之前加上电源电压。

　　通常，AT89S51通过并口下载线与PC并口（打印口）连接，然后使用Atmel公司的AT89ISP软件即可实现编程、校验、加密等操作（见下图）。

　　2、片内看门狗定时器WDT

　　AT89S51芯片内置了一个14位的硬件看门狗定时器WDT，从而可以省却外接专用看门狗硬件。一旦WDT启动，没有任何办法使其停止计数，只有硬件复位或WDT的溢出方可停止WDT计数，可以有效防止程序跑飞和陷入死循环。当然，在不启动内置看门狗的情况下，AT89S51完全可以和普通8051单片机一样使用。

　　3．双DPTR数据指针

　　标准的8051只有一个16位的DPTR数据指针，这样在进行数据块复制等动作时，必须对源地址指针和目标地址指针进行暂存，编程会非常麻烦。AT89S5l内有两个DPTR数据指针DPTR0／DPTR1，可以通过DPS位（AUXR1.0）方便地选择置0则选中DPTRO，置1则选中DPTR1。通过执行INCAUXR1指令，能对DPS快速切换，并不影响AUXR1的高位。用法上与PHILIPS单片机完全一致。

　　4、改进了的电源管理

　　AT89S51除了具有8051所具备的低功耗的空闲模式（设IDL=1）和掉电模式（设PD=1），还增加了掉电状态下的中断恢复模式和上电复位标志POF（PCON．4）。电源打开时POF自动置“1”，可由软件设置为睡眠状态，并不为复位所影响。

　　5、更强的程序保密性

　　全新的3级加密算法，这使得对于89S系列单片机的解密变为不可能程序的保密性大大加强，这样就可以有效地保护知识产权不被侵犯。六．其他类似的型号AT89S系列中的89S52、89S53、89S55是与8052兼容的，片内RAM为256字节，还比89S51多了定时器2（Timer2），片内Flash存储器容量分别为8K、12K和20K字节。

　　89S8252／89S8253也是与8052兼容的，片内除了含8K／12K字节的Flash程序存储器（可擦写1000次），还有2K字节的数据存储器（可擦写超过100000次）。

　　另外，相应的AT89LS系列是AT89S系列低电压系列，AT89LS51的电源电压为2.7V～4.0V，工作频率为0～16MHz。

　　6、性价比

　　目前，AT89S51／52／55报价分别为5.2／6.5／10.5元，有较高的性价比，可以根据应用需要选择使用适合的型号。

　　AT89S51应用电路

　　图1电路为1块8×8点阵显示电路连接图。

AT89S51

　　图一

　　（1）把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“DR1～DR8”端口上;

　　（2）把“单片机系统”区域中的P3端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“DC1～DC8”端口上;如果要显示大的图像可多个点阵拼在一起，将点阵的行和行相串联，列和列相串联，用74lS164控制单个行即可.

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