stc89C52技術(shù)簡介

1、3.251單片機部分3.2.1 單片機選型依據(jù)MCS-51系列為美國Intel公司在上世紀(jì)80年代推出的一種8位單片機。在芯片的集成程度上有較大提高，同時也大幅提升了性能，單片機的功能也大大豐富，功能單元的數(shù)量與種類答復(fù)增加，取得巨大成功，如今在我國獲得廣泛的應(yīng)用。MMCS51片機的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)其基本特性如下：8位CPU片內(nèi)振蕩器、4k字節(jié)ROM128字節(jié)RAM21個特殊功能寄存器、32根I/O線、可尋址的64k字節(jié)外部數(shù)據(jù)、程序存貯空間、2個16位定時器、計數(shù)器中斷結(jié)構(gòu)：具有二個優(yōu)先級、五個中斷源、一個全雙工用行口、位尋址（即可尋找某位的內(nèi)容）功能，適于按位進(jìn)行邏輯運算的位處理器。除128字

2、節(jié)RAM4k字節(jié)ROMf口中斷、用行口及定時器模塊外，還有4組I/O口P0P3,余下的就是CPU勺全部組成。把4kROMfe為EEPROM是8751的結(jié)構(gòu)，如去掉ROM/EEPROM部分即為8031,如果將ROMS換為Flash存貯器或EEPROM或再省去某些I/O,即可得到51系列的派生品種，如89C51、AT89C2051等單片機。單片機各部分是通過內(nèi)部的總線有機地連接起來的。MCS51單片機的組成如下：運算器以完成二進(jìn)制的算術(shù)/邏輯運算部件ALU為核心，再加上暫存器TMP、累加器ACC、寄存器B、程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器PSW及布爾處理器。累加器ACC是一個八位寄存器，它是CPU中工作最頻繁的

3、寄存器。在進(jìn)行算術(shù)、邏輯運算時，累加器ACC往往在運算前暫存一個操作數(shù)（如被加數(shù)），而運算后又保存其結(jié)果（如代數(shù)和）。寄存器B主要用于乘法和除法操作。標(biāo)志寄存器PSW也是一個八位寄存器，用來存放運算結(jié)果的一些特征，如有無進(jìn)位、借位等。其每位的具體含意如下所示：對用戶來講，最關(guān)心的是以下四位。（1）進(jìn)位標(biāo)志CY（PSW.7）。它表示了運算是否有進(jìn)位（或借位）。如果操作結(jié)果在最高位有進(jìn)位（加法）或者借位（減法），則該位為1,否則為01。（2）輔助進(jìn)位標(biāo)志AC（PSW.6）。又稱半進(jìn)位標(biāo)志，它指兩個八位數(shù)運算低四位是否有半進(jìn)位，即低四位相加（或減）是否進(jìn)位（或借位），如有AC為1,否則為0。（3）溢

4、出標(biāo)志位OV（PSW.2）。反映帶符號數(shù)的運算結(jié)果是否有溢出，有溢出時，此位為1,否則為0。（4）奇偶標(biāo)志P（PSW.0）。反映累加器ACC內(nèi)容的奇偶性，如果ACC中的運算結(jié)果有偶數(shù)個1（如11001100B,其中有4個1）,則P為0,否則，P=1。由于PSW存放程序執(zhí)行中的狀態(tài)，故又叫程序狀態(tài)字。運算器中還有一個按位（bit）進(jìn)行邏輯運算的邏輯處理機（又稱布爾處理機）?？刂破骺刂破魇荂PU的神經(jīng)中樞，它包括定時控制邏輯電路、指令寄存器、譯碼器、地址指針DPTR及程序計數(shù)器PC、堆棧指針SP等。這里程序計數(shù)器PC是由16位寄存器構(gòu)成的計數(shù)器。要單片機執(zhí)行一個程序，就必須把該程序按順序預(yù)先裝入存

5、儲器ROM的某個區(qū)域。單片機動作時應(yīng)按順序一條條取出指令來加以執(zhí)行。因此，必須有一個電路能找出指令所在的單元地址，該電路就是程序計數(shù)器PC。當(dāng)單片機開始執(zhí)行程序時，給PC裝入第一條指令所在地址，它每取出一條指令（如為多字節(jié)指令，則每取出一個指令字節(jié)），PC的內(nèi)容就自動加1,以指向下一條指令的地址，使指令能順序執(zhí)行。只有當(dāng)程序遇到轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用指令，或遇到中斷時（后面將介紹），PC才轉(zhuǎn)到所需要的地方去。8051CPU指定的地址，從ROM相應(yīng)單元中取出指令字節(jié)放在指令寄存器中寄存，然后，指令寄存器中的指令代碼被譯碼器譯成各種形式的控制信號，這些信號與單片機時鐘振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖在定時與控制

6、電路中相結(jié)合，形成按一定時間節(jié)拍變化的電平和時鐘，即所謂控制信息，在CPU內(nèi)部協(xié)調(diào)寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸、運算等操作。存儲器存儲器是單片機的又一個重要組成部分，每個存儲單元對應(yīng)一個地址，如256個單元共有256個地址，用兩位16進(jìn)制數(shù)表示，即存儲器的地址（00HFFH）。存儲器中每個存儲單元可存放一個八位二進(jìn)制信息，通常用兩位16進(jìn)制數(shù)來表示，這就是存儲器的內(nèi)容。存儲器的存儲單元地址和存儲單元的內(nèi)容是不同的兩個概念，不能混淆。程序存儲器（1）程序存儲器程序是控制計算機動作的一系列命令，單片機只認(rèn)識由“0”和“1”代碼構(gòu)成的機器指令。如用助記符編寫的命令MOVA,#20H,換成機器認(rèn)識的代碼74H

7、、20H:（寫成二進(jìn)制就是01110100B和00100000B）。在單片機處理問題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機器代碼后存入單片機的存儲器中，該存儲器稱為程序存儲器。程序存儲器可以放在片內(nèi)或片外，亦可片內(nèi)片外同時設(shè)置。由于PC程序計數(shù)器為16位，使得程序存儲器可用16位二進(jìn)制地址，因此，內(nèi)外存儲器的地址最大可從0000H到FFFFH。8051內(nèi)部有4k字節(jié)的ROM,就占用了由0000H0FFFH的最低4k個字節(jié)，這時片外擴充的程序存儲器地址編號應(yīng)由1000H開始，如果將8051當(dāng)做8031使用，不利用片內(nèi)4kROM,全用片外存儲器，則地址編號仍可由0000H開始。不過，這時應(yīng)使

8、8051的第31腳（即EA腳）保持低電平。當(dāng)EA為高電平時，用戶在0000H至0FFFH范圍內(nèi)使用內(nèi)部ROM,大于0FFFH后，單片機CPU自動訪問外部程序存儲器。數(shù)據(jù)存儲器（2）數(shù)據(jù)存儲器單片機的數(shù)據(jù)存儲器由讀寫存儲器RAM組成。其最大容量可擴展到64k,用于存儲實時輸入的數(shù)據(jù)。8051內(nèi)部有256個單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，其中00H7FH為內(nèi)部隨機存儲器RAM,80HFFH為專用寄存器區(qū)。實際使用時應(yīng)首先充分利用內(nèi)部存儲器，從使用角度講，搞清內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)和地址分配是十分重要的。因為將來在學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)和程序設(shè)計時會經(jīng)常用到它們。8051內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址由00H至FFH共有256個字節(jié)

9、的地址空間，該空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的地址為00H7FH（即0127）。而用做特殊功能寄存器的地址為80HFFH。在此256個字節(jié)中，還開辟有一個所謂“位地址”區(qū)，該區(qū)域內(nèi)不但可按字節(jié)尋址，還可按“位（bit）”尋址。對于那些需要進(jìn)行位操作的數(shù)據(jù)，可以存放到這個區(qū)域。從00H到1FH安排了四組工作寄存器，每組占用8個RAM字節(jié)，記為R0R7。究竟選用那一組寄存器，由程序狀態(tài)字PSW中的RS1和RS0來選用。在這兩位上放入不同的二進(jìn)制數(shù)，即可選用不同的寄存器組。特殊功能寄存器（3）特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR）的地址范圍為80HFFH。在MCS-51中，除程序計數(shù)器PC和四

10、個工作寄存器區(qū)外，其余21個特殊功能寄存器都在這SFR塊中。其中5個是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了26個字節(jié)。特殊功能寄存器反映了8051的狀態(tài)，實際上是8051的狀態(tài)字及控制字寄存器。用于CPUPSW便是典型一例。這些特殊功能寄存器大體上分為兩類，一類與芯片的引腳有關(guān)，另一類作片內(nèi)功能的控制用。與芯片引腳有關(guān)的特殊功能寄存器是P0P3,它們實際上是4個八位鎖存器（每個I/O口一個），每個鎖存器附加有相應(yīng)的輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器就構(gòu)成了一個并行口。MCS51共有P0P3四個這樣的并行口，可提供32根I/O線，每根線都是雙向的，并且大都有第二功能。其余用于芯片控制的寄存器中。市面上流行的51系列單

11、片機主要有AT89C51、AT89C52、AT89S52、STC89C52、STC89S52等，STC89C52單片機擁有8K字節(jié)程序存儲空間、512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間、內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲空間，可直接用串口下載程序，保密性與抗干擾能力相對較好，使用十分方便，價格也較為便宜。因此本課題的單片機選型選用MCS-51系列的STC8C52單片機3.2.2單片機簡介(T2)P1jOE roExi'Pi.i 匚 P12C P1JC F14E(5CIKP17C RSTCSRXDg 口匚 (TM31P3.1 匚 IINTCI-P32CNEP*?匚CT1)P3.5C 祁卜匚XTAL2C XTAJ

12、J 匚GNDC VCC j)nuo(AOQt 1 (AOI | PC 2 (A02i31HL3 PC 4 (AO4i PC 5 KG &WFF FSi P2 7(*151 reo 酒hi F2 S 1A13 iP2 4(A12 P2 3(A11：I P2J (AID) KI iM) iP2D薩勒Stc89c52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS航微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATME島密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，stc的stc89c52是一種高效微控制

13、器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案，stc89c52芯片引腳圖如圖3.2.2所示。主要特性： 與MCS-51兼容圖 3.2.2.1 STC8C52 引腳圖 8K字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序存儲器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線 兩個16位定時器/計數(shù)器6個中斷源 可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路STC89C52RC弓I腳功能說明：1.主電源引腳Vss和VssVSS-（40腳）接+5V電壓；VSS-（20腳）接地2.外接晶體弓|腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳

14、）接外部晶體的一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時，對HMO單片機，此引腳應(yīng)接地；對SHMOS片機，此引腳作為驅(qū)動端。XTAL2（18腳）接外晶體的另一端。在單片機內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，對HMOSI片機，該引腳接外部振蕩器的信號，即把外部振蕩器的信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端；對XHMQS此引腳應(yīng)懸浮。3 .控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPDALE/PROGPSENF口EA/VPPRST/VPD（9腳）當(dāng)振蕩器運行時，在此腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。推薦在此引腳與VSS引

15、腳之間連接一個約8.2k的下拉電阻，與VSS引腳之間連接一個約10仙F的電容，以保證可靠地復(fù)位。VSS掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證內(nèi)部RAM勺數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng)VSS主電源下掉到低于規(guī)定的電平，而VPD在其規(guī)定的電壓范圍（5±0.5V）內(nèi)，VPD就向內(nèi)部RAM提供備用電源。ALE/PROG30腳）：當(dāng)訪問外部存貯器時，ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。然而要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。ALE

16、端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）8個LS型的TTL輸入電路。對于EPROMS片機（如8751）,在EPROMS程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（PRO6PSEN（29腳）：此腳的輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。在從外部程序存儲器取指令（或常數(shù)）期間，每個機器周期兩次PSENt效。但在此期間，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSENJ號將不出現(xiàn)。PSENW樣可以驅(qū)動（吸收或輸出）8個LS型的TTL輸入。EA/VPP（引腳）：當(dāng)EA端保持高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，但在PS（程序計數(shù)器）值超過0FFFH（對851/8751/80S51）或1FFFH（Xt8052）時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲

17、器內(nèi)的程序。當(dāng)EA保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。對于常用的8031來說，無內(nèi)部程序存儲器，所以EA腳須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲器。對于EPROMW勺單片機（如8751）,在EPRO編程期間，此引腳也用于施加21V的編程電源（VPP。4 .控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/Vpd,ALE/PROGPSEN和EA/VpsRST/Vpd當(dāng)振蕩器運行時。在此引腳上出現(xiàn)兩個機器同期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復(fù)位。在VSS掉電期間，此引腳可接上備用電源，由Vpd向內(nèi)部RAM提供備用電源，以保持內(nèi)部RAMfr的數(shù)據(jù)ALE/PROG正常操作時為ALE功能（允

18、許地址錢存），提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器。ALE引腳以不變的頻率（振蕩周期的1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。ALE端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）八個LSTTL電路。對于EPRO理單片機,在EPRO褊程期間，此引腳接收編程脈沖（PROG功能）。PSEN外部程序存儲器讀選通信號輸出端。在從外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）期間；PSEN在每個機器周期內(nèi)兩次有效。PSEN同樣可以驅(qū)動八個LSTTL輸入。EAZVppEA為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當(dāng)EA為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器（

19、PS值小于42。當(dāng)EA為低電平時，則訪問外部程序存儲器。對于EPRO理單片機，在EPRO編程期間，此引腳上加21VEPROM程電源（Vpp）。5 .輸入/輸出（I/O）弓唧PRP1、P2、P3（共32根）P0口（39腳至32腳）：是雙向8位三態(tài)I/O口，在外接存儲器時，與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動8個LS型的TTL負(fù)載。P1口（1腳至8腳）：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。由于這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負(fù)載。對8052、8032,P1.0引腳的第二功能為T2定時/計數(shù)器的外部輸入，P1.1引腳的第二功能為T2EX捕捉、重裝觸發(fā)，即T2外部控制端。對EPRO編程和程序驗證時，它接收低8位地址。P2口（21腳至28腳）：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。在訪問外部存儲器時，它可以作為擴展電路高8位地址總線送出高8位地址。在對EP