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第4章-STC89C52单片机硬件结构
90C版本的ALE/P4.5管脚既可作I/O口 P4.5使用,也可被复用作ALE引脚使用, 默认是作为ALE管脚。如需作为P4.5口使 用时,只能选择90C版本的单片机,且需 在烧录用户程序时在STC-ISP编程器中将 ALE pin选择为用作P4.5,在烧录用户程 序时在STC-ISP编程器中该管脚默认作ALE pin,具体设置如图4- 4所示。
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。
STC89C52复位后,程序存储器地址指针PC的内容为0000H,于是程序从程序存储器的 0000H开始执行,一般在这个单元存放一条跳转指令,跳向主程序的入口地址。
除此之外,64KB程序存储器空间中有8个特殊单元分别对应于8个中断源的中断入口地 址,见表4- 3。通常这8个中断入口地址处都放一条跳转指令跳向对应的中断服务子 程序,而不是直接存放中断服务子程序。因为两个中断入口间的间隔仅有8个单元, 一般不够存放中断服务子程序。
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。
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
第四章 STC89C52单片机硬件结构
4.1 STC89C52单片机的内部组织结构及特点 4.2 STC89C52单片机的外部引脚及功能 4.3 STC89C52单片机存储器结构 4.4 STC89C52单片机I/O口 4.5 STC89C52单片机的时钟与复位 4.6 STC89C52单片机的省电工作模式
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。
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。
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 版本引脚图 图4-3(d)LQFP44的90C版本引脚 图
图4-3(e)PLCC44的HD版本引脚图 图4-3(f)PLCC44的90C版本引脚图
STC89C52RC单片机的HD版本和90C版本 的区别是:
HD版本有ALE引脚,无P4.6/P4.5/P4.4 口。而90C版本无PSEN、EA管脚,有P4.4 和P4.6引脚;
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。
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。
STC89C52RC单片机的工作模式有如下几种:
1.掉电模式:RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一 个中断或硬件复位为止,中断返回后,继续执行原程序。典型功耗<0.1μA。
2.空闲模式:CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。 典型功耗2mA。
3.正常工作模式:单片机正常执行程序的工作模式,典型功耗4mA~7mA。
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
引脚号
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
P3.0
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
P3.1
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
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。
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。
引脚号
功能特性
P1.0
T2(定时/计数器2外部计数输入),时钟输出
P1.1
T2EX(定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制)
3. P2口引脚
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 图4-3(b)PDIP40的90C版本引脚 图
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
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
表4- 3
程序 存储 器空 间的8 个中 断入 口地 址
中断源
T0
T1 UART T2
中断向量地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH 0033H 003BH