第二章AT89C51單片機內部結構基礎AT81單片機內部結構基礎第1頁2.1內部結構和引腳功效2.2時鐘電路和復位電路2.3存放器結構AT81單片機內部結構基礎第2頁2.1內部結構和引腳功效2.1.1單片機內部主要部件中央處理器：完成控制運算和控制功效內部數據存放器：地址范圍00H~7FH21個特殊功效存放器：地址為80H~FFH程序計數器PC：獨立16位專用存放器4KB內部程序存放器：存放程序等4個8位可編程I/O口一個串行通信口2個16位定時器/計數器5個中止源，兩個中止源優先級中止控制系統一個片內振蕩器和時鐘電路AT81單片機內部結構基礎第3頁2.1.2引腳功效1.電源引腳GND：接地端VCC：電源腳，普通工作電壓為5V2、時鐘引腳XTAL1:振蕩輸入端XTAL2:振蕩輸出端3、控制線RST:復位輸入端ALE:地址鎖存允許/編程脈沖PSEN:外部ROM讀選通信號EA：內外ROM選擇/編程電源4、4個I/O口可作輸入和輸出端AT81單片機內部結構基礎第4頁2.2時鐘電路和復位電路2.2.1時鐘電路單片機內有時鐘電路，與振蕩器共同產生單片機工作所需要時鐘信號。它使單片機在唯一時鐘信號控制下，嚴格地按一定節拍進行工作（按一定時序進行工作）。振蕩器可由單片機內振蕩元件外接振蕩元件實現，組成內部時鐘方式，即在XTAL1和XTAL2引腳跨接振蕩器元件（如晶振），則可組成一個穩定自激振蕩器。假如振蕩器元件是晶振，則在晶振兩個引腳上接上兩個電容。電容主要是起頻率微調和穩定作用。電容容量普通為30pf.

AT81單片機內部結構基礎第5頁AT81單片機內部結構基礎第6頁圓柱11.0592MHZ

晶振

11.0592MHZ

AT81單片機內部結構基礎第7頁當初鐘精度要求不高時，也能夠用陶瓷諧振蕩器、電感電容電路等代替晶振。若用陶瓷諧振蕩器，則兩個電容容量為47pf設計電路板時，晶振、電容應盡可能地靠近單片機，以降低分布電容影響，從而確保振蕩器穩定、可靠地工作。AT81單片機內部結構基礎第8頁片晶體諧振器

26.000MHZ陶瓷晶振4.000MHZ

AT81單片機內部結構基礎第9頁振蕩器也能夠是外振蕩源，將其信號接單片機XTAL1腳，XTAL2腳懸空，組成外部時鐘方式。見P15時鐘方式方框圖AT81單片機內部結構基礎第10頁2.2.2復位電路1復位復位是令單片機初始化操作，其主要功效是初始化單片機工作狀態。比如，把程序計數器PC值初始化為0000H，這么單片機在復位后就從程序存放器ROM0000H單元開始執行程序。另外，當程序運行犯錯或因操作錯誤而使系統處于死鎖狀態時，按復位鍵來重新初始化單片機。AT81單片機內部結構基礎第11頁2、復位信號RST引腳是復位信號輸入端。實現復位操作，必須使RST引腳最少保持兩個機器周期高電平（普通用手按下去再放開，都能到達兩個機器周期），再從高電平變為低電平，完成復位。復位后，單片機從ROM中0000H單元開始執行程序。AT81單片機內部結構基礎第12頁3復位電路復位操作有上電自動復位、按鍵復位等方式。AT81單片機內部結構基礎第13頁AT81單片機內部結構基礎第14頁上電復位是經過外部復位電容充電來實現復位。因為電容通交流隔直流，在上電瞬間可等效交流電，在這一瞬間RST引腳電位與VCC電位一樣。因為電容兩端電壓差不停增大，則RST端電壓逐步變小，直至電容充電完成。電容充電時間必須大于兩個機器周期。AT81單片機內部結構基礎第15頁按鍵復位是經過按鍵接通瞬間，使RST為高電平，實現復位功效。有些單片機內部設置RST接收低電平時，實現復位功效RST是高電平還是低電平時復位，要依據單片機類型而定。AT81單片機內部結構基礎第16頁AT81單片機內部結構基礎第17頁2.3存放器結構2.3.1存放器組成AT89C51存放器由程序存放器ROM和數據存放器RAM組成。ROM可分為片內ROM和片外ROM。片內ROM為4KB，地址范圍為0000H~0FFFH.片外ROM可擴展到64KB。RAM可分為片內RAM和片外RAM.片內RAM由128B（00H~7FH)片內數據存放器和21個特殊功效存放器（80H~FFH)組成；片外可擴展到64KB。AT81單片機內部結構基礎第18頁2.3.2程序存放器ROM片內ROM用于存放編好程序、表格、常數。當程序內存不夠用時，可擴展外程序存放器。單片機工作時，只能讀ROM，不能寫ROM.單片機斷電后，存放在ROM中程序、表格、常數等不會消失。低4KB地址程序可存放在片內ROM也可存放在片外ROM.選擇片外ROM還是片內ROM,由控制線EA來決定。當EA=0時，選擇片外ROM.當EA=1時，先執行片內ROM,地址滿時，跳轉到片外ROM.AT81單片機內部結構基礎第19頁ROM內5個特殊地址，是單片機5個中止子程序入口程序。AT81單片機內部結構基礎第20頁2.3.3數據存放器RAM容量為128B，地址范圍為00H~7FH.分為四個區：工作存放器、可位尋址區、數據緩沖區和堆棧區。

AT81單片機內部結構基礎第21頁1、工作存放器工作存放器地址為00H~1FH,分為四個組。選取哪一組存放器，由PSW中RS1和RS0來決定。普通只使用工作存放器0組。0組00H~07H1組08H~0FH2組10H~17H3組18H~1FHAT81單片機內部結構基礎第22頁2、位尋址區地址范圍為20H~2FH3、數據緩沖區地址范圍為30H~7FH

AT81單片機內部結構基礎第23頁4、堆棧區

什么是堆棧？(1)是單片機內部RAM中一個專用連續存放區，是一個單端讀寫操作存放結構。(2)51單片機堆棧在片內RAM中開辟。堆棧指針（SP）(1)8位存放器，用來存放堆棧棧頂。(2)單片機復位后SP=07H。堆棧操作(1)壓入堆棧：SP自動加1，數據進棧；先加后進(2)彈出堆棧：數據進棧，SP自動減1；先出后減舉例：假設SP=70H，將數據12H，34H依次壓入堆棧解答：(1)SP自動加1，SP=71H；將數據12H壓入SP所指單元（71H）。(2)SP自動加1，SP=72H，將數據34H壓入SP所指單元（72H）。堆棧標準：★先進后出，后進先出AT81單片機內部結構基礎第24頁周一【作業