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第4章-STC89C52单片机硬件结构

引脚号 功能特性
P1.0
P1.1
T2(定时/计数器2外部计数输入),时钟输出
T2EX(定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制)
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3. P2口引脚 P2.0~P2.7:P2口内部带上拉电阻的8位双向I/O端口。即可作 为输入/输出口,也可作为高8位地址总线使用(A8-A15)。 当P2口作为输入/输出口时,P2是一个8位准双向口。在访 问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器(如执行 “MOVX @DPTR”指令)时,P2送出高8位地址。在访问8 位地址的外部数据存储器(如执行“MOVX @R1”指令) 时,P2口引脚上的内容就是专用寄存器SFR区中的P2寄存 器的内容,在整个访问期间不会改变。
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• 大部分STC89系列单片机在销售给用户之前已在单片机内部固化有ISP 系统引导程序,配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单 片机内部,故无须编程器(速度比通用编程器快)。注意:不要用通用 编程器编程,否则有可能将单片机内部已固化的ISP系统引导程序擦除 ,造成无法使用STC提供的ISP软件下载用户的程序代码。
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4.1 STC89C52单片机的内部组织结构及特点
• STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/ 超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机 ,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。HD 版本和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。 STC89C52RC单片机内部硬件结构框图如图4- 1所示。
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4. P3口引脚 P3.0~P3.7:P3是一个带内部 上拉电阻的8位双向I/O端口 。P3的输出缓冲器可驱动( 吸收或输出电流方式)4个 TTL输入。对端口写入1时, 通过内部的上拉电阻把端口 拉到高电位,这时可用作输 入口。P3做输入口使用时, 因为有内部的上拉电阻,那 些被外部信号拉低的引脚会 输入一个电流。P3口除作为 一般I/O口外,还有其他一些 复用功能,如表4- 2所示。
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7.通用I/O口(35/39个),复位后为:P1、P2、P3、P4是准 双向口/弱上拉(与普通MCS-51传统I/O口功能一样);P0 口是开漏输出口,作为总线扩展时用,不用加上拉电阻; P0口作为I/O口用时,需加上拉电阻。 8.ISP在系统可编程/IAP在应用可编程,无需专用编程器/仿真 器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程 序,8KB程序3s即可完成一片。 9.芯片内置EEPROM功能。 10.硬件看门狗(WDT)。 11.内部集成MAX810专用复位电路(HD版本和90C版本才有 ),外部晶体20M以下时,可不需要外部复位电路。
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STC89系列单片机大部分具有在系统可编程(ISP)特性, ISP的好处就是省去购买通用编程器,单片机在用户系统上 即可下载/烧录用户程序,而无须将单片机从已生产好的 产品上拆下,再用通用编程器将程序代码烧录进单片机内 部。有些程序尚未定型的产品可以一边生产,一边完善, 加快了产品进入市场的速度,减小了新产品由于软件缺陷 带来的风险。由于可以将程序直接下载进单片机看运行结 果也可以不用仿真器。STC单片机在线编程典型线路如图 4-2所示。
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12.共3个16位定时器/计数器,兼容普通MCS-51单片机的定时 器,其中定时器T0还可以当成2个8位定时器使用。 13.外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断,掉电模式 可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。 14.通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个 UART。 15.工作温度范围:0℃~75℃(商业级)/-40℃~+85℃( 工业级)。 16.封装形式有:LQFP-44、PDIP-40、PLCC-44、PQFP-44。由 于LQFP-44具有体积小、扩展了P4口、外部中断2和3及定 时器T2的功能。PDIP-40的封装与传统的89C52芯片兼容。
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2. P1口引脚 P1.0~P1.7:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1 的输出缓冲器可驱动(吸收或者输出电流方式)4个TTL输 入。对端口写入1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高 电位,这时可用作输入口。P1口作输入口使用时,因为有 内部上拉电阻,那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。 其中,P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部计数输 入(P1.0/T2)和定时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX) ,具体参见表4- 1。
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4.2 STC89C52单片机的外部引脚及功能
• STC89C52目前有LQFP44、PQFP44、PDIP40、PLCC44等封装 形式,并且不同版本的引脚也不同,图4- 3所示为各封装 形式的HD版本和90C版本的引脚图。
图4- 3(a)PDIP40的HD版本引脚图
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4.3 STC89C52单片机存储器结构
STC89C52RC存储器的结构特点之一是将程序存储器和数据存 储器分开(哈佛结构),并有各自的访问指令。 STC89C52RC系列单片机除可以访问片上Flash存储器外,还 可以访问64KB的外部程序存储器。STC89C52RC系列单片机 内部有512字节的数据存储器,其在物理和逻辑上都分为 两个地址空间:内部RAM(256字节)和内部扩展 RAM(256字节),另外还可以访问在片外扩展的64KB外部 数据存储器。
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除此之外,STC89C52RC单片机自身还有很多独特的优点: 1.加密性强,无法解密。 2.超强抗干扰。主要表现在:高抗静电(ESD保护),可以轻 松抗御2KV/4KV快速脉冲干扰(EFT测试),宽电压、不怕 电源抖动,宽温度范围为-40℃~+85℃,I/O口经过特 殊处理,单片机内部的电源供电系统、时钟电路、复位电 路及看门狗电路经过特殊处理。 3.采用三大降低单片机时钟对外部电磁辐射的措施:禁止ALE 输出;如选6时钟/机器周期,外部时钟频率可降一半;单 片机时钟振荡器增益可设为1/2gain。 4.超低功耗:掉电模式,典型电流损耗<0.1μA;空闲模式, 典型电流损耗为2mA;正常工作模式,典型电流损耗 4mA~7mA。
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6. 电源与时钟引脚 (1) VCC:电源正极 (2) Gnd:电源负极,接地 (3) XTAL1:片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路输入 端。用片内振荡器时,该脚接外部石英晶体和微调电容。 外接时钟源时,该脚接外部时钟振荡器的信号。 (4) XTAL2:片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内 振荡器,该脚连接外部石英晶体和微调电容。当使用外部 时钟源时,本脚悬空。 RST:复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为 有效,用来完成单片机的复位初始化操作。看门狗计时完 成后,RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。 DISRTO默认状态下,复位高电平为有效。
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选用STC89C52系列单片机的一个主要原因: 由于这种单片机可以利用全双工异步串行口(P3.0/P3.1) 进行在系统编程(ISP),即无需专用编程器/仿真器,就 可通过串口直接下载用户程序,因此省却了每次编程必须 插拔单片机到专用编程器上的麻烦,可以直接将STC单片 机固定焊接在PCB板上,进行程序的下载调试。
引脚号 复用功能 P3.0 P3.1 RXD(串行输入口) TXD(串行输出口)
P3.2
P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
INT0 (外部中断0)
INT1 (外部中断1) T0(定时器0的外部输入) T1(定时器1的外部输入) WR(外部数据存储器写选通) RD(外部数据存储器读选通)
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第四章 STC89C52单片机硬件结构
• • • • • • 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 STC89C52单片机的内部组织结构及特点 STC89C52单片机的外部引脚及功能 STC89C52单片机存储器结构 STC89C52单片机I/O口 STC89C52单片机的时钟与复位 STC89C52单片机的省电工作模式
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4.3.1 STC89C52单片机程序存储器 单片机程序存储器存放程序和表格之类的固定常数。片内为 8KB的Flash,地址为0000H~1FFFH。16位地址线,可外扩 的程序存储器空间最大为64KB,地址为0000H~FFFFH。使 用时应注意以下问题: (1)分为片内和片外两部分,访问片内的还是片外的程序 存储器,由 EA 引脚电平确定。 EA=1时,CPU从片内0000H开始取指令,当PC值没有超出 1FFFH时,只访问片内Flash存储器,当PC值超出1FFFH自动 转向读片外程序存储器空间2000H~FFFFH内的程序。 EA=0时,只能执行片外程序存储器(0000H~FFFFH)中 的程序,不理会片内8KB Flash存储器。
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STC89C52RC单片机有如下功能部件和特性: 1.增强型6时钟/机器周期和12时钟/机器周期任意设置。 2.指令代码完全兼容传统8051 3.工作电压:5.5~3.4V(5V单片机)/2.0~3.8V(3V单片机 )。 4.工作频率:0~40MHz,相当于普通8051单片机的0~ 80MHz,实际工作频率可达48MHz。 5.用户应用程序空间:8KB片内Flash程序存储器,擦写次数 10万次以上。 6.片上集成512B RAM数据存储器。
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