第02課 初步認(rèn)識(shí)51芯片

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1、第02課 初步認(rèn)識(shí)51芯片 第二課　初步認(rèn)識(shí)51芯片 上一課我們的第一個(gè)項(xiàng)目完成了，可能有懂C語(yǔ)言的朋友會(huì)說(shuō)，"這和PC機(jī)上的C語(yǔ)言沒(méi)有多大的區(qū)別呀"。的確沒(méi)有太大的區(qū)別，C語(yǔ)言只是一種程序語(yǔ)言的統(tǒng)稱(chēng)，針對(duì)不同的處理器相關(guān)的C語(yǔ)言都會(huì)有一些細(xì)節(jié)的改變。編寫(xiě)PC機(jī)的C程序時(shí)，如要對(duì)硬件編程你就必須對(duì)硬件要有一定的認(rèn)識(shí)，51單片機(jī)編程就更是如此，因它的開(kāi)發(fā)應(yīng)用是不可與硬件脫節(jié)的，所以我們先要來(lái)初步認(rèn)識(shí)一下51苾片的結(jié)構(gòu)和引腳功能。MS C51架構(gòu)的芯片種類(lèi)很多，具體特點(diǎn)和功能不盡相同（在以后編寫(xiě)的附錄中會(huì)加入常用的一些51芯片的資料列表），在此后的教程中就以Atmel公司的AT89C51和AT

2、89C2051為中心對(duì)象來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，兩者是AT89系列的典型代表，在愛(ài)好者中使用相當(dāng)?shù)亩啵瑧?yīng)用資料很多，價(jià)格便宜，是初學(xué)51的首選芯片。嘿嘿，口水多多有點(diǎn)賣(mài)廣告之嫌了。： P 圖2－1 AT89C51和AT89C2051引腳功能圖 AT89C51AT89C2051 4KB可編程Flash存儲(chǔ)器（可擦寫(xiě) 1000次）2KB可編程Flash存儲(chǔ)器（可擦寫(xiě) 1000次） 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密兩級(jí)程序存儲(chǔ)器保密靜態(tài)工作頻率:0Hz-24MHz靜態(tài)工作頻率:0Hz-24MHz 128字節(jié)內(nèi)部RAM128字節(jié)內(nèi)部RAM 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器一個(gè)串行通訊口一個(gè)串行通訊口

3、6個(gè)中斷源6個(gè)中斷源 32條I/O引線15條I/O引線 片內(nèi)時(shí)種振蕩器1個(gè)片內(nèi)模擬比較器 表2－1　AT89C51和AT89C2051主要性能表 圖2－1中是AT89C51和AT89C2051的引腳功能圖。而表2－1中則是它們的主要性能表。以上可以看出它們是大體相同的，由于AT89C2051的IO線很少，導(dǎo)致它無(wú)法外加RAM和程序ROM，片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器也少，但它的體積比AT89C51小很多，以后大家可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選用。它們各有其特點(diǎn)但其核心是一樣的，下面就來(lái)看看AT89C51的引腳具體功能。 1.電源引腳 Vcc　40　電源端 GND　20　接地端 ＊工

4、作電壓為5V，另有AT89LV51工作電壓則是2.7-6V, 引腳功能一樣。 2.外接晶體引腳 圖2－2　外接晶體引腳 XTAL1　19 XTAL2　18 XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。 ＊型號(hào)同樣為AT89C51的芯片，在其后面還有頻率編號(hào)，有12,16,20,24MHz可選。大家在購(gòu)買(mǎi)和選用時(shí)要注意了。如AT89C51

5、 24PC就是最高振蕩頻率為24MHz,40P6封裝的普通商用芯片。 3.復(fù)位　RST　9 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開(kāi)始運(yùn)行程序。常用的復(fù)位電路如圖2－3所示。 ＊復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部RAM有所影響。 圖2－3　常用復(fù)位電路 4. 輸入輸出引腳 (1) P0端口[P0.0-P0.7] P0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O端口，端口置

6、1（對(duì)端口寫(xiě)1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL。 　對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。 　在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問(wèn)期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。 (2) P1端口[P1.0－P1.7] P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端 口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 　對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低8位地址信息。 (3) P2端口[P2.0－P2.7] P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。

7、輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。 在訪問(wèn)外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址。而在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。 (4) P3端口[P3.0－P3.7] P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。除此之外P3端口還用于一些專(zhuān)門(mén)功能，具體請(qǐng)看表2－2.。 ＊P1－3端口在做輸入使用時(shí)，

8、因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會(huì)輸出一定的電流。 P3引腳兼用功能 P3.0串行通訊輸入（RXD） P3.1串行通訊輸出（TXD） P3.2外部中斷0（ INT0） P3.3外部中斷1（INT1） P3.4定時(shí)器0輸入(T0) P3.5定時(shí)器1輸入(T1) P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通WR P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通RD 表2－2　P3端口引腳兼用功能表 呼！一口氣說(shuō)了那么多，停一下吧。嗯，什么？什么叫上拉電阻？上拉電阻簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把電平拉高，通常用4.7－10K的電阻接到Vcc電源，下拉電阻則是把電平拉低，電阻接到GND地線上。具體說(shuō)明也不是這里要討論的，接下

9、來(lái)還是接著看其它的引腳功能吧。 5.其它的控制或復(fù)用引腳 (1) ALE/PROG 30 訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(hào)(此頻率是振蕩器頻率的1/6)。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這個(gè)引腳用于輸入編程脈沖PROG (2) PSEN 29 該引是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)輸出端。當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期輸出2個(gè)脈沖即兩次有效。但訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不會(huì)有脈沖輸出。 (3) EA/Vpp 31 外部訪

10、問(wèn)允許端。當(dāng)該引腳訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)輸入低電平。要使AT89C51只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH）,這時(shí)該引腳必須保持低電平，而要使用片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器時(shí)該引腳必須保持高電平。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳用于施加Vpp編程電壓。Vpp電壓有兩種，類(lèi)似芯片最大頻率值要根據(jù)附加的編號(hào)或芯片內(nèi)的特征字決定。具體如表2－3所列。 Vpp = 12V Vpp = 5V 印刷在芯片面上的型號(hào)AT89C51 Xxxx YYWW AT89LV51 Xxxx YYWW AT89C51 xxxx-5 YYWW AT89LV51 xxxx-5 YYWW 片內(nèi)特征字030H=1EH030H=1EH030H=1EH030H=1EH 031H=51H031H=61H031H=51H031H=61H 032H=FFH032H=FFH032H=05H032H=05H 表2－3　Vpp與芯片型號(hào)和片內(nèi)特征字的關(guān)系 看到這您對(duì)AT89C51引腳的功能應(yīng)該有了一定的了解了，引腳在編程和校驗(yàn)時(shí)的時(shí)序我們?cè)谶@里就不做詳細(xì)的探討，通常情況下我們也沒(méi)有必要去撐握它，除非你想自己開(kāi)發(fā)編程器。下來(lái)的課程我們要開(kāi)始以一些簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)講述C程序的語(yǔ)法和編寫(xiě)方法技巧，中間穿插相關(guān)的硬件知識(shí)如串口，中斷的用法等等。