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当EA =0时，只读取外部的程序存储器中的内容，读取
的地址范围为0000H～FFFFH，片内的4KB Flash 程序
存储器不起作用。 VPP为该引脚的第二功能，在对片内Flash进行编程
时，VPP引脚接入编程电压。
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（3）ALE/PROG（Address Latch Enable/PROGramming
片内或片外程序存储器的读选通信号，低电平有效。
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2.2.3 并行I/O口引脚 （1）P0口：P0.7~ P0.0引脚 漏极开路的双向I/O口。当AT89S51扩展外部存储 器及I/O接口芯片时，P0口作为地址总线（低8位）及数 据总线的分时复用端口。 P0口也可作为通用I/O口使用，但需加上拉电阻， 这时为准双向口。P0口可驱动8个LS型TTL负载。
（8）特殊功能寄存器（SFR）：共有26个特殊功能寄
存器，用于CPU对片内各外围部件进行管理、控制和监
视。特殊功能寄存器实际上是片内各外围部件的控制寄
存器和状态寄存器，这些特殊功能寄存器映射在片内
RAM区的80H～FFH的地址区间内。
（9）1个看门狗定时器WDT，当单片机由于干扰而使
程序陷入死循环或跑飞状态时，可引起单片机复位，使
2.2.1 电源及时钟引脚
1．电源引脚 （1）VCC（40脚）：接+5V电源。 （2）VSS（20脚）：接数字地。
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2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：片内振荡器的反相放大器和外 部时钟发生器的输入端。使用片内的振荡器时，该引 脚外接石英晶体和微调电容。当采用外部的独立时钟
源时，本引脚接外部时钟振荡器的信号。
下面对图2-1中的片内各部件作简单介绍。
（1）CPU（微处理器）：8位的CPU，包括了运算器和控制器
两大部分，此外还有面向控制的位处理和位控功能。
（2）数据存储器（RAM）：片内为128B（增强型的52子系列为 256B），片外最多还可外扩64KB的数据存储器。
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（3）程序存储器（Flash ROM）：用来存储程序。
（2）P1口：P1.7~ P1.0引脚 准双向I/O口，具有内部上拉电阻，可驱动4个LS型 TTL负载。 P1口是完全可提供给用户使用的准双向I/O口。 P1.5/MOSI、P1.6/MISO和P1.7/SCK也可用于对片 内Flash存储器的串行编程和校验，它们分别是串行数据 输入、串行数据输出和移位脉冲引脚。
（2）XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出
端。当使用片内振荡器时，该引脚连接外部石英晶体
和微调电容。当使用外部时钟源时，本引脚悬空。
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2.2.2 控制引脚
控制引脚提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。
（1）RST（RESET，9脚）
复位信号输入端，高电平有效。在此引脚加上持续
时间大于2个机器周期的高电平，就可使单片机复位。在
AT89S51片内有4KB的Flash存储器，若片内程序存
储器容量不够，片外最多可外扩64KB程序存储器。
（4）中断系统：具有5个中断源，2级中断优先权。
（5）定时器/计数器：片内有2个16位的定时器/计数器
具有4种工作方式。
（6）串行口：1个全双工的异步串行口（UART），具
有4种工作方式。
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（7）4个8位的并行口：P0口、P1口、P2口和P3口。
AT89S51单片机具有如下外围部件及特性： （1）8位CPU； （2）数据存储器（128B RAM）； （3）程序存储器（4KB Flash ROM）； （4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口和P3
口）；
（5）2个可编程16位定时器/计数器；
（6）中断系统具有5个中断源、5个中断向量；
（8）特殊功能寄存器（SFR）26个；
（9）1个看门狗定时器（WDT）；
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AT89S51片内的各部件通过片内单一总线连接而成，其基 本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统微型计算机结构模式，但 CPU对各种外围部件的控制是采用特殊功能寄存器SFR（Special Function Register）的集中控制方式。
，30脚）
ALE的第一功能为CPU访问外部程序存储器或外部数
据存储器提供低8位地址锁存信号，将单片机P0口发出的
低8位地址锁存在片外地址锁存器中。
PROG为该引脚的第二功能，在对片内Flash存储器编 程时，此引脚作为编程脉冲输入端。 （4）PSEN（Program Strobe ENable，29脚）
单片机正常工作时，此引脚应为≤0.5V的低电平。 当看门狗定时器溢出输出时，该引脚将输出长达96 个时钟振荡周期的高电平。
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（2）EA/ VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing
，31脚)
（External Access Enable）为该引脚的第一功能：外部程序
存储器访问允许控制端。 当EA=1时，在单片机片内的PC值不超出0FFFH（即不超 出片内4KB Flash存储器的最大地址范围）时，单片机读片 内程序存储器（4KB）中的程序代码，但PC值超出0FFFH（ 即超出片内4KB Flash存储器地址范围）时，将自动转向读 取片外60KB（1000H～FFFFH）程序存储器中的程序代码。
40只引脚按功能可分为如下3类： （1）电源及时钟引脚—VCC、VSS；XTAL1、XTAL2； （2）控制引脚—PSEN、ALE/PROG、EA/ VPP、RST（即 RESET）； （3）I/O口引脚—P0、P1、P2与P3，为4个8位并行I/O口的外 部引脚。 下面结合图2-2介绍各引脚的功能。
程序恢复正常运行。
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2.2 AT89S51的引脚功能
掌握AT89S51单片机，应首先熟悉并掌握各引 脚的功能。AT89S51与各种8051单片机的引脚是互 相兼容的。目前，AT89S51单片机多采用40只引脚 的塑料双列直插封装（DIP）方式，如图2-2所示。
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图2-2 AT89S51双列直插封装方式的引脚
第 2章
AT89S51单片机的硬件结构
1
内容概要
本章介绍AT89S51单片机的片内硬件结构。 片内存储器结构
常见的特殊功能寄存器的基本功能
掌 握
片内外设资源的基本功能及工作原理 复位电路与时钟电路的设计
单片机最小系统
2
控制
指令(程序)
硬件
3
2.1 AT89S51单片机的硬件组成
图2-1 AT89S51单片机片内结构