AT89S51概述

AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

AT89S51性能參數(shù)

1、4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；

2、128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）；

3、32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口；

4、2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)、2層中斷嵌套中斷；

5、5個(gè)中斷源；

6、2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；

7、1個(gè)全雙工串行通信口；

8、看門狗（WDT）電路；

9、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；

10、與MCS-51兼容；

11、全靜態(tài)工作：0Hz-33MHz；

12、三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定；

13、可編程串行通道；

14、低功耗的閑置和掉電模式。

AT89S51引腳及功能

VCC：電源電壓輸入端。

GND：電源地。

P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。

P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。

P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。

P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口除了作為普通I/O口，還有第二功能：

P3.0 RXD（串行輸入口）

P3.1 TXD（串行輸出口）

P3.2 /INT0（外部中斷0）

P3.3 /INT1（外部中斷1）

P3.4 T0（T0定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入）

P3.5 T1（T1定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入）

P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫選通）

P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀選通）

P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。

I/O口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。89C51的P0、P1、P2、P3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。除了P1口外P0、P2、P3口都還有其他的功能。

RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。

ALE/PROG：地址鎖存允許/編程脈沖信號(hào)端。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。

PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，低電平有效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。

EA/VPP：外部程序存儲(chǔ)器訪問允許。當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。

XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。

AT89S51系列單片機(jī)的特點(diǎn)

AT89S5l是AT89C51的升級(jí)產(chǎn)品，性能上較．AT89C51有很大提升，在價(jià)格上卻與AT89C51差不多，甚至更低。

AT89S51顯著的特點(diǎn)是加入了在系統(tǒng)編程（ISP）功能，不再依靠專用的編程工具，改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序再也不需要把芯片從電路板上拆下。AT89S系列現(xiàn)有AT89S51／52／53／8252等成員，其不同點(diǎn)在于內(nèi)置Flash存儲(chǔ)器及RAM容量不一樣。

1、在系統(tǒng)編程ISP

從引腳上可以看出其P1.5、P1.6、P1.7比標(biāo)準(zhǔn)的8051都多出一樣復(fù)用功能，這三個(gè)引腳就是用來實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程（ISP）的SPI接口。

當(dāng)芯片的RST引腳置高電平時(shí)，所有程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以通過SPI總線接口MOSI（數(shù)據(jù)輸入），MISO（數(shù)據(jù)輸出），SCK（時(shí)鐘輸入）對(duì)內(nèi)置Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程。編程時(shí)應(yīng)在XTAL1與XTAL2之間連接一個(gè)3MHz～24MHz的晶振，在VCC與GND之前加上電源電壓。

通常，AT89S51通過并口下載線與PC并口（打印口）連接，然后使用Atmel公司的AT89ISP軟件即可實(shí)現(xiàn)編程、校驗(yàn)、加密等操作（見下圖）。

2、片內(nèi)看門狗定時(shí)器WDT

AT89S51芯片內(nèi)置了一個(gè)14位的硬件看門狗定時(shí)器WDT，從而可以省卻外接專用看門狗硬件。一旦WDT啟動(dòng)，沒有任何辦法使其停止計(jì)數(shù)，只有硬件復(fù)位或WDT的溢出方可停止WDT計(jì)數(shù)，可以有效防止程序跑飛和陷入死循環(huán)。當(dāng)然，在不啟動(dòng)內(nèi)置看門狗的情況下，AT89S51完全可以和普通8051單片機(jī)一樣使用。

3．雙DPTR數(shù)據(jù)指針

標(biāo)準(zhǔn)的8051只有一個(gè)16位的DPTR數(shù)據(jù)指針，這樣在進(jìn)行數(shù)據(jù)塊復(fù)制等動(dòng)作時(shí)，必須對(duì)源地址指針和目標(biāo)地址指針進(jìn)行暫存，編程會(huì)非常麻煩。AT89S5l內(nèi)有兩個(gè)DPTR數(shù)據(jù)指針DPTR0／DPTR1，可以通過DPS位（AUXR1.0）方便地選擇置0則選中DPTRO，置1則選中DPTR1。通過執(zhí)行INCAUXR1指令，能對(duì)DPS快速切換，并不影響AUXR1的高位。用法上與PHILIPS單片機(jī)完全一致。

4、改進(jìn)了的電源管理

AT89S51除了具有8051所具備的低功耗的空閑模式（設(shè)IDL=1）和掉電模式（設(shè)PD=1），還增加了掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)模式和上電復(fù)位標(biāo)志POF（PCON．4）。電源打開時(shí)POF自動(dòng)置“1”，可由軟件設(shè)置為睡眠狀態(tài)，并不為復(fù)位所影響。

5、更強(qiáng)的程序保密性

全新的3級(jí)加密算法，這使得對(duì)于89S系列單片機(jī)的解密變?yōu)椴豢赡艹绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?qiáng)，這樣就可以有效地保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。六．其他類似的型號(hào)AT89S系列中的89S52、89S53、89S55是與8052兼容的，片內(nèi)RAM為256字節(jié)，還比89S51多了定時(shí)器2（Timer2），片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器容量分別為8K、12K和20K字節(jié)。

89S8252／89S8253也是與8052兼容的，片內(nèi)除了含8K／12K字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器（可擦寫1000次），還有2K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（可擦寫超過100000次）。

另外，相應(yīng)的AT89LS系列是AT89S系列低電壓系列，AT89LS51的電源電壓為2.7V～4.0V，工作頻率為0～16MHz。

6、性價(jià)比

目前，AT89S51／52／55報(bào)價(jià)分別為5.2／6.5／10.5元，有較高的性價(jià)比，可以根據(jù)應(yīng)用需要選擇使用適合的型號(hào)。

AT89S51應(yīng)用電路

圖1電路為1塊8×8點(diǎn)陣顯示電路連接圖。

圖一

（1）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1端口用8芯排芯連接到“點(diǎn)陣模塊”區(qū)域中的“DR1～DR8”端口上;

（2）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P3端口用8芯排芯連接到“點(diǎn)陣模塊”區(qū)域中的“DC1～DC8”端口上;如果要顯示大的圖像可多個(gè)點(diǎn)陣拼在一起，將點(diǎn)陣的行和行相串聯(lián)，列和列相串聯(lián)，用74lS164控制單個(gè)行即可.