會(huì)計(jì)學(xué)1ATs單片機(jī)的結(jié)構(gòu)2.1AT89S52單片機(jī)的主要特性

8位字長(zhǎng)的CPU；可在線ISP編程的8KB片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器；256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；可編程的32根I/O口線（P0~P3）；4.0V~5.5V電壓操作范圍3個(gè)可編程定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTR1；具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷系統(tǒng)；

第1頁/共51頁可在空閑和掉電兩種低功耗方式運(yùn)行；3級(jí)程序鎖定位；全雙工的UART串行通信口；1個(gè)看門狗定時(shí)器WDT；具有斷電標(biāo)志位POF；振蕩器和時(shí)鐘電路的全靜態(tài)工作頻率為0~30MHz；與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品完全兼容。return第2頁/共51頁2.2AT89S52單片機(jī)的CPU

2.2.1AT89S52單片機(jī)CPU的運(yùn)算器2.2.2控制器第3頁/共51頁第4頁/共51頁2.2.1AT89S52單片機(jī)CPU的運(yùn)算器運(yùn)算器的功能是進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算、位處理操作和數(shù)據(jù)的傳送，主要包括算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU、累加器ACC、B寄存器、暫存器TMP1和TMP2、程序狀態(tài)字PSW等。

第5頁/共51頁1.算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU是運(yùn)算器的核心部件，用來完成基本的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和位處理操作。

第6頁/共51頁2.暫存器TMP1和TMP2從原理結(jié)構(gòu)圖中可以看到，運(yùn)算器中包括的兩個(gè)暫存器TMP1和TMP2作為ALU的兩個(gè)輸入，暫時(shí)存放參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)。

第7頁/共51頁3.累加器ACC累加器ACC是一個(gè)8位寄存器，是CPU工作過程中使用頻度最高的寄存器。

第8頁/共51頁4.寄存器B執(zhí)行乘法和除法指令時(shí)，使用寄存器B。

第9頁/共51頁程序狀態(tài)字寄存器PSW第10頁/共51頁2.2.2控制器CPU中控制器是控制讀取指令、識(shí)別指令并根據(jù)指令的性質(zhì)協(xié)調(diào)、控制單片機(jī)各組成部件有序工作的重要部件，是CPU乃至整個(gè)單片機(jī)的中樞神經(jīng)。控制器由指令寄存器IR、指令譯碼器ID、程序計(jì)數(shù)器PC、堆棧指針SP、雙數(shù)據(jù)指針

DPTR0和DPTR1、定時(shí)及控制邏輯電路等組成。

第11頁/共51頁1.程序計(jì)數(shù)器PC

AT89S52單片機(jī)中的程序計(jì)數(shù)器PC是一個(gè)16位計(jì)數(shù)器，存放下一條將要執(zhí)行程序的地址，尋址范圍為0000H~FFFFH，可對(duì)64KB的程序存儲(chǔ)器空間進(jìn)行尋址，是控制器中最重要和最基本的寄存器。

第12頁/共51頁2.指令寄存器IR指令寄存器IR是專門用來存放指令代碼的專用寄存器。從程序存儲(chǔ)器讀出指令代碼后，被送至指令寄存器中暫時(shí)存放，等待送至指令譯碼器中進(jìn)行譯碼。

第13頁/共51頁3.指令譯碼器ID指令譯碼器的功能是根據(jù)送來的指令代碼的性質(zhì)，通過定時(shí)邏輯和條件轉(zhuǎn)移邏輯電路產(chǎn)生執(zhí)行此指令所需要的控制信號(hào)。

第14頁/共51頁4.堆棧指針SP

堆棧是一組編有地址的特殊的存儲(chǔ)單元，其棧頂?shù)牡刂酚啥褩Ｖ羔楽P指示。堆棧指針SP是一個(gè)8位的增量寄存器，所能夠指示的深度為0~255個(gè)存儲(chǔ)單元。堆棧操作按照“先進(jìn)后出”原則進(jìn)行

第15頁/共51頁5.雙數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR0和DPTR1在AT89S52單片機(jī)中，內(nèi)含2個(gè)16位的數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR0和DPTR1。數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR0和DPTR1是兩個(gè)獨(dú)特的16位寄存器，即可以用做16位的數(shù)據(jù)指針使用，也可分開以8位的寄存器單獨(dú)使用（DP0L、DP0H、DP1L、DP1H）。

第16頁/共51頁通過軟件對(duì)特殊功能寄存器SFR的輔助寄存器AUXR1進(jìn)行設(shè)置，便可以選擇DPTR0或DPTR1。AUXR1是一個(gè)不可進(jìn)行位尋址的特殊功能寄存器，其復(fù)位值＝XXXXXXX0B，地址＝0A2H。

return第17頁/共51頁2.3存儲(chǔ)器和I/O接口電路1．AT89S52單片機(jī)的存儲(chǔ)器AT89S52單片機(jī)芯片內(nèi)配置有8KB的Flash程序存儲(chǔ)器和256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，根據(jù)需要可外擴(kuò)最大64KB的程序存儲(chǔ)器和64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，因此AT89S52的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)可分為4部分，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。第18頁/共51頁2.I/O接口電路

CPU和外圍設(shè)備進(jìn)行信息交換都要通過接口電路來進(jìn)行。AT89S52單片機(jī)內(nèi)部集成4個(gè)可編程的并行I/O口（P0~P3），每個(gè)輸出接口電路都具有鎖存器和驅(qū)動(dòng)器，輸入接口電路都具有三態(tài)門控制

return第19頁/共51頁2.4AT89S52單片機(jī)的封裝及引腳功能2.4.1PDIP封裝的AT89S52單片機(jī)引腳及功能2.4.2PLCC和TQFP封裝的AT89S52單片機(jī)引腳及功能第20頁/共51頁2.4.1PDIP封裝的AT89S52單片機(jī)引腳及功能

1.多功能I/O口引腳P0~P3口2.復(fù)位、控制和選通引腳

3.外部晶振引腳第21頁/共51頁第22頁/共51頁第23頁/共51頁2.4.2PLCC和TQFP封裝的AT89S52單片機(jī)引腳及功能

圖2.4.2PLCC封裝形式的AT89S52單片機(jī)引腳排列圖第24頁/共51頁圖2.4.3TQFP封裝形式的AT89S52單片機(jī)引腳排列圖return第25頁/共51頁2.5復(fù)位操作和復(fù)位電路1．復(fù)位操作圖2.5.1復(fù)位波形第26頁/共51頁復(fù)位操作將使大部分特殊寄存器SFR置成初始值.復(fù)位使特殊寄存器SFR的內(nèi)容歸于復(fù)位值有著重要的意義。(1)程序計(jì)數(shù)器PC＝0000H，復(fù)位后從程序存儲(chǔ)器的0000H單元開始執(zhí)行程序。(2)P0~P3口的復(fù)位值＝FFH，復(fù)位后的各I/O口為高電平、雙向，可以進(jìn)行輸入或輸出操作，單片機(jī)運(yùn)行后鎖存器的內(nèi)容已發(fā)生變化，各I/O口成為準(zhǔn)雙向口。(3)堆棧指針SP的復(fù)位值＝07H，意味著棧底為08H單元，與工作寄存器組占據(jù)的存儲(chǔ)單元00H~1FH發(fā)生重疊，須通過軟件對(duì)SP進(jìn)行重新定義。(4)程序狀態(tài)字寄存器PSW的復(fù)位值＝0000H，因此其工作寄存器組的選擇位RS1和RS0的值均為0，表示在復(fù)位后選擇0組工作寄存器。在表中沒有列出的特殊寄存器SFR，復(fù)位后其值隨機(jī)或無定義。第27頁/共51頁2.復(fù)位電路復(fù)位操作有手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位

return第28頁/共51頁2.6振蕩器、時(shí)鐘電路及時(shí)序2.6.1振蕩器2.6.2AT89S52的時(shí)序第29頁/共51頁2.6.1振蕩器

第30頁/共51頁第31頁/共51頁第32頁/共51頁2.6.2AT89S52的時(shí)序1.時(shí)序的定時(shí)單位

2.單片機(jī)的指令執(zhí)行過程3.單字節(jié)單周期指令時(shí)序

4.雙字節(jié)單周期指令的時(shí)序

5.單字節(jié)雙周期指令的時(shí)序

第33頁/共51頁1.時(shí)序的定時(shí)單位AT89S52的時(shí)序定時(shí)單位有4個(gè)：節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期

第34頁/共51頁2.單片機(jī)的指令執(zhí)行過程一條指令的執(zhí)行過程可以分為讀取指令和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。在讀取指令階段其過程是根據(jù)程序計(jì)數(shù)器PC所指示的地址，從程序存儲(chǔ)器中讀出將要執(zhí)行的指令代碼并送至指令寄存器IR中，進(jìn)入執(zhí)行指令階段將指令寄存器IR中的指令代碼送至譯碼器譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)以完成指令的執(zhí)行。

第35頁/共51頁3.單字節(jié)單周期指令時(shí)序第36頁/共51頁4.雙字節(jié)單周期指令的時(shí)序第37頁/共51頁5.單字節(jié)雙周期指令的時(shí)序return第38頁/共51頁2.7 AT89S52的低功耗工作方式AT89S52提供了空閑和掉電兩種低功耗工作方式

AT89S52單片機(jī)的兩種低功耗工作方式須通過軟件設(shè)置才能實(shí)現(xiàn)，設(shè)置SFR中電源控制寄存器P