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第二課 初步認(rèn)識51芯片 上一課我們的第一個項目完成了，可能有懂C語言的朋友會說，\"這和PC機(jī)上的C語言沒有多大的區(qū)別呀\"。的確沒有太大的區(qū)別，C語言只是一種程序語言的統(tǒng)稱，針對不同的處理器相關(guān)的C語言都會有一些細(xì)節(jié)的改變。編寫PC機(jī)的C程序時，如要對硬件編程你就必須對硬件要有一定的認(rèn)識，51單片機(jī)編程就更是如此，因它的開發(fā)應(yīng)用是不可與硬件脫節(jié)的，所以我們先要來初步認(rèn)識一下51苾片的結(jié)構(gòu)和引腳功能。MSC51架構(gòu)的芯片種類很多，具體特點和功能不盡相同（在以后編寫的附錄中會加入常用的一些51芯片的資料列表），在此后的教程中就以Atmel公司的AT89C51和AT89C2051為中心對象來進(jìn)行學(xué)習(xí)，兩者是AT89系列的典型代表，在愛好者中使用相當(dāng)?shù)亩�，�?yīng)用資料很多，價格便宜，是初學(xué)51的首選芯片。嘿嘿，口水多多有點賣廣告之嫌了。：P
圖2－1 AT89C51和AT89C2051引腳功能圖
AT89C51 | AT89C2051 | | 4KB可編程Flash存儲器（可擦寫1000次） | 2KB可編程Flash存儲器（可擦寫1000次） | | 三級程序存儲器保密 | 兩級程序存儲器保密 | | 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RAM | 128字節(jié)內(nèi)部RAM | | 2個16位定時/計數(shù)器 | 2個16位定時/計數(shù)器 | | 一個串行通訊口 | 一個串行通訊口 | | 6個中斷源 | 6個中斷源 | | 32條I/O引線 | 15條I/O引線 | | 片內(nèi)時種振蕩器 | 1個片內(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)致它無法外加RAM和程序ROM，片內(nèi)Flash存儲器也少，但它的體積比AT89C51小很多，以后大家可根據(jù)實際需要來選用。它們各有其特點但其核心是一樣的，下面就來看看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，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。
＊型號同樣為AT89C51的芯片，在其后面還有頻率編號，有12,16,20,24MHz可選。大家在購買和選用時要注意了。如AT89C51 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，有兩個機(jī)器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平，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，芯片為ROM的00H處開始運(yùn)行程序。常用的復(fù)位電路如圖2－3所示。
�。獜�(fù)位操作不會對內(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8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。
對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節(jié);校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。
在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時，P0口是分時轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。
(2) P1端口[P1.0－P1.7] P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。
對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息。
(3) P2端口[P2.0－P2.7] P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。
對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收高8位地址和控制信息。
在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。
(4) P3端口[P3.0－P3.7] P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。
對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接控制信息。除此之外P3端口還用于一些專門功能，具體請看 表2－2.。
�。狿1－3端口在做輸入使用時，因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。
| 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 | 定時器0輸入(T0) | | P3.5 | 定時器1輸入(T1) | | P3.6 | 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通WR | | P3.7 | 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD |
表2－2 P3端口引腳兼用功能表
呼！一口氣說了那么多，停一下吧。嗯，什么？什么叫上拉電阻？上拉電阻簡單來說就是把電平拉高，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。具體說明也不是這里要討論的，接下來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 訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(此頻率是振蕩器頻率的1/6)。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，出現(xiàn)一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程時，這個引腳用于輸入編程脈沖PROG
(2) PSEN 29 該引是外部程序存儲器的選通信號輸出端。當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機(jī)器周期輸出2個脈沖即兩次有效。但訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不會有脈沖輸出。
(3) EA/Vpp 31 外部訪問允許端。當(dāng)該引腳訪問外部程序存儲器時，應(yīng)輸入低電平。要使AT89C51只訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH）,這時該引腳必須保持低電平。對Flash存儲器編程時，用于施加Vpp編程電壓。Vpp電壓有兩種，類似芯片最大頻率值要根據(jù)附加的編號或芯片內(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 | AT89C51 xxxx YYWW | AT89LV51 xxxx YYWW | AT89C51 xxxx-5 YYWW | AT89LV51 xxxx-5 YYWW | | 片內(nèi)特征字 | 030H=1EH | 030H=1EH | 030H=1EH | 030H=1EH | | 031H=51H | 031H=61H | 031H=51H | 031H=61H | | 032H=FFH | 032H=FFH | 032H=05H | 032H=05H |
表2－3 Vpp與芯片型號和片內(nèi)特征字的關(guān)系
看到這您對AT89C51引腳的功能應(yīng)該有了一定的了解了，引腳在編程和校驗時的時序我們在這里就不做詳細(xì)的探討，通常情況下我們也沒有必要去撐握它，除非你想自己開發(fā)編程器。下來的課程我們要開始以一些簡單的實例來講述C程序的語法和編寫方法技巧，中間穿插相關(guān)的硬件知識如串口，中斷的用法等等。 |
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