AT89s52单片机的结构
单片机AT89S52介绍
AT89S52简介AT89S52是一个8位单片机，片内ROM全部采用FLASH ROM技术，与MCS-51系列完全兼容，它能以3V的超低电压工作，晶振时钟最高可达24MHz。
AT89S52是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，有4个八位的并行双向I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P3。
第31引脚需要接高电位使单片机选用内部程序存储器；第9引脚是复位引脚，要接一个上电手动复位电路；第40脚为电源端VCC，接+5V电源，第20引脚为接地端VSS，通常在VCC和VSS引脚之间接μF高频滤波电容。
第18、19脚之间接上一个12MHz的晶振为单片机提供时钟信号。
AT89S52单片机说明如下:此芯片是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：8K字节的程序存储器，256字节的RAM,32条I/O线，2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路。
引脚说明：·V：电源电压CC·GND:地·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。
当对0端口写入1时，可以作为高阻抗输入端使用。
当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。
在这种模式下，P0口具有内部上拉电阻。
在EPROM编程时，P0口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。
程序校验时需要外接上拉电阻。
·P1口：P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P1口的输出缓冲时，它们被内部的上拉电阻1口写P1逻辑门电路。
当对TTL个4能接受或输出拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。
当作为输入端使用时，P1口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（I）。
IL·P2口：P2是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。
第2章 AT89S52单片机的片内硬件结构(1)内部结构及引脚
（2）EA/ VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programming，31脚)
第一功能：
当EA接高电平时，在PC值不超出1FFFH （即不超出片内8KB Flash存储器的地址 范围）时，单片机读片内程序存储器 （8KB）中的程序，但PC值超出1FFFH （即超出片内8KB Flash地址范围）时， 将自动转向读取片外60KB（2000H-FFFFH）
Port 0
P1.2 P1.3
P0.0～P0.7统称为P0口。
P1.4 P1.5
❖ 地址/数据总线复用
P1.6 P1.7
❖ 地址总线低8位
RST/VPD RXD/P3. 0
（2）P2口（21脚～28脚）:
TXD/P3.1 INT0/ P3.2
P2.0～P2.7统称为P2口,
一
INT1/ P3.3 T0/ P3.4
EA ALE PSEN
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0
16
补充知识： 210=1024=1K =0000 0011 1111 1111B =03FFH 216=65536=64K =1111 1111 1111 1111B =FFFFH 213=8192=8K =0001 1111 1111 1111B =1FFFH
储器中的内容，读取的地址范围为
T0/ P3.4
12 13 14
29 28 27
0000H～FFFFH，片内的8KB Flash 程序存 T1/P3.5 15
26
储器不起作用。 第二功能： 对片内Flash编程，接编程电压。
WR/P3.6 26
25
RD/P3.7 17
单片机原理及应用之AT89S52
单片机原理及应用之AT89S52AT89S52是一款由Atmel公司生产的8位单片机，采用CMOS工艺制造，并且内部集成了丰富的功能模块和外设接口。
它具有较高的性能和良好的稳定性，广泛应用于各种电子设备中。
AT89S52单片机的基本原理是通过控制器对内部资源进行配置和控制，从而实现各种功能。
它的主要构成部分包括中央处理器(CPU)，存储器(RAM和ROM)，输入/输出接口(IO)，定时/计数器(Timer/Counter)和串行通信接口等。
首先，AT89S52单片机的CPU是其心脏部件，它采用基于8051内核的结构，具有8位数据总线和16位地址总线。
CPU负责执行程序指令，以及对数据进行运算和处理。
其次，AT89S52内部集成了包括RAM、ROM和EEPROM等多种存储器。
其中，RAM用于临时存储数据和程序，ROM用于存储程序代码，EEPROM可用于存储非易失性数据。
AT89S52还具有强大的输入/输出接口，用于与外部设备进行通信。
它具有多个I/O引脚，可以用于连接传感器、显示器、键盘等外部设备，并通过程序控制实现数据的输入和输出。
除此之外，AT89S52还内置了多个定时/计数器模块，用于生成精确的时间延迟和计算时间。
这些定时/计数器可以用于测量时间、产生脉冲信号、控制外设设备等。
此外，AT89S52还支持多种串行通信接口，如UART、SPI和I2C等。
这些接口可以与其他设备进行数据传输和通信，实现单片机与外部设备的数据交互。
AT89S52单片机应用广泛。
它既可以作为独立的控制芯片，也可以作为其他数字电路和模拟电路的核心控制部分。
在家电、电子仪器、工业自动化和电子玩具等领域，AT89S52都有着重要的应用。
具体来说，AT89S52可以用于控制家电设备，如洗衣机、空调、微波炉等。
它通过连接传感器和执行器，实现对温度、光照强度等参数的检测和控制。
此外，AT89S52还可以用于仪器设备的控制。
例如，可以将其用作控制面板上的核心处理器，实现对仪器设备的各种参数监测和控制。
《单片机原理与应用》AT89s52
片内 8KB Flash ROM EA=1
1FFFH 0000H EA=0
程序存储器 ROM
64KB RAM ( I/O)
0000H
片内
专用 FFH 寄存器 80H
内部 7FH
RAM 00H
数据存储器 RAM
¼Ä÷
❖1、程序存储器
AT89S52单片机片内程序存储器 ROM有8K字节， 其地址为0000H～1FFFH；片外可接扩展程序存储 器ROM，最大达64 k字节，地址为0000H～FFFFH， 片内外统一编址。CPU访问片内、片外程序存储器 ROM时用MOVC指令。
表1-2 程序状态寄存器PSW功能表
地址
D0H
寄存器 名称
程序状态寄存器PSW
位地址
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
位名称
CY
AC
F0
RS1
RS0
OV
F1
P
位意义
进/借
辅进
用户标志
寄存器组选择
溢出
用户标志
奇/偶
CY（PSW.7）：进/借位标志位。在执行加法（或减法）运 算指令时，如果运算结果的最高位（D7位）向前有进位（ 或借位），则CY位由硬件自动置为1（CY=1）；如果运算 结果的最高位无进位（或借位），则CY位被清0（CY=0） 。
AT89S52
AT89S52单片机的基本组成
AT89S52 单片机内部结构框图如图1-2所示：
AT89S52 单片机内部包括：
❖ 一个8位89S52微处理器（CPU），是单片机的运算和指 挥中心。
❖ 片内8K字节程序存储器 （ROM），用于存放程序、原始 数据及表格。
AT89S52芯片详细介绍
上集成了中央处理单元CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器/计数器和多种输入/输出（I/O），如并行I/O、串行I/O和A/D转换器等。
就其组成而言一块单片机就是一台计算机。
典型的结构如图1-1所示。
由于它具有许多适用于控制的指令和硬件支持而广泛应用于工业控制、仪器仪表、外设控制、顺序控制器中，所以又称为微控制单元（MCU）。
MCS-51系列单片机，是Intel公司继MCS-48系列单片机之后，在1980年推出的高档8位单片机。
当时MCS-51系列产品有8051、8031、8751、80C51、80C31等型号。
它们的结构基本相同，其主要差别反映在寄存器的配置上有所不同。
8051内部没有4K字节的掩膜ROM程序存储器，8031片内没有程序存储器，而8751是将8051片内的ROM换成EPROM。
ATMEL89系列单片机是ATMEL公司的以8031核构成的8位Flash单片机系列。
这个系列单片机的最大特点就是在片内含有Flash存储器，AT89S52单片机是一种低功耗高性能的CMOS8位微控制器，内置8KB可在线编程闪存。
该器件采用Atmel 公司的高密度非易失性存储技术生产，其指令与工业标准的80C51指令集兼容。
片内程序存储器允许重复在线编程，允许程序存储器在系统内通过SPI串行口改写或用同用的非易失性存储器改写。
通过把通用的8位CPU与可在线下载的Flash集成在一个芯片上，AT89S52便成为一个高效的微型计算机。
它的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低。
其结构框图如图1-2所示。
1．2 特性AT89S52的主要特性如下：兼容MCS51产品8K字节可擦写1000次的在线可编程ISP 闪存4.0V到5.5V的工作电源范围全静态工作：0Hz ～24MHz3级程序存储器加密256字节内部RAM32条可编程I/O线3个16位定时器/计数器8个中断源UART串行通道低功耗空闲方式和掉电方式通过中断终止掉电方式看门狗定时器双数据指针灵活的在线编程（字节和页模式）1．3 引脚功能与封装按照功能，AT89S52的引脚可分为主电源、外接晶体振荡或振荡器、多功能I/O口、控制和复位等。
单片机AT89S52介绍知识讲解
AT89S52简介AT89S52是一个8位单片机，片内ROM全部采用FLASH ROM技术，与MCS-51系列完全兼容，它能以3V的超低电压工作，晶振时钟最高可达24MHz。
AT89S52是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，有4个八位的并行双向I/O 端口，分别记作P0、P1、P2、P3。
第31引脚需要接高电位使单片机选用内部程序存储器；第9引脚是复位引脚，要接一个上电手动复位电路；第40脚为电源端VCC，接+5V电源，第20引脚为接地端VSS，通常在VCC和VSS引脚之间接0.1μF高频滤波电容。
第18、19脚之间接上一个12MHz的晶振为单片机提供时钟信号。
AT89S52单片机说明如下:此芯片是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：8K字节的程序存储器，256字节的RAM,32条I/O线，2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路。
引脚说明：·V CC：电源电压·GND:地·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。
当对0端口写入1时，可以作为高阻抗输入端使用。
当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。
在这种模式下，P0口具有内部上拉电阻。
在EPROM编程时，P0口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。
程序校验时需要外接上拉电阻。
·P1口：P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P1口的输出缓冲能接受或输出4个TTL逻辑门电路。
当对P1口写1时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。
当作为输入端使用时，P1口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（I IL）。
·P2口：P2是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。
认识at89s52单片机
课题序号101 教学班级教学课时 1 教学形式多媒体教学课题名称音乐彩灯--认识AT89S52单片机使用教具课件，多媒体教学了解AT89S52单片机的硬件结构及其作用，能够在任务教学目的中加以应用教学重点单片机的组成及引脚功能教学难点单片机各部分电路及引脚功能更新、补充、无删节内容课前准备制作课件，整理任务指导书课外作业浏览各个单片机学习网站，培养兴趣，拓宽视野，提高板书设计一、认识AT89S52单片机（一）AT89S52的内部结构（二）引脚功能介绍教学自主学习能力感想课堂教学安排教学环节主要教学内容教学手段与方式课程导入（以启发式引入本课的主要内容）讲授新课（讲解本课的主要内容）我们知道，一台能够工作的计算机要有这样几个部分构成：CPU、存储器、I/O接口和定时与中断系统。
在个人计算机上这些部分被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。
当这些部分全部被做到一块集成电路芯片中了，就称为单片（单芯片）机。
单片机在家电产品以及控制领域中运用越来越广泛，从现在开始我们就进入单片机的学习。
一、认识AT89S52单片机（一）AT89S52的内部结构1.CPU（Central Processing Unit，中央处理器）是AT89S52内部的字长为8位的中央启发式（引导学生思考问题，引出课程内容）实物展示（单片机实物展示）讲授法（结合课件及实物，讲解单片机的基本结构，处理单元，它由运算器和控制器两部分组成。
CPU是单片机的核心。
（1）运算器运算器以ALU（Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元）为核心，包括累加器A （Accumulator）、PSW（Program Status Word，程序状态字寄存器）、B寄存器、两个8位暂存器TMP1和TMP2等部件。
其中，ALU的运算功能很强，可以运行加、减、乘、除、加1、减1、BCD数十进制数调整、比较等算术运算，也可以进行与、或、非、异或等逻辑运算，同时还能完成循环移位、判断和程序转移等控制功能。
第2章 AT89S52单片机的片内硬件结构(2)存储器结构
pop
A
pop
B
pop
PSW
这样的指令顺序对不对？
30
2．寄存器B
为执行乘法和除法而设。
在不执行乘、除法操作的情况下，可把它当作一个 普通寄存器来使用。
乘数 A × 乘数 B
高8位 B 低8位 A
商 A 余数 B 除数 B 被除数 A
31
4. 数据指针DPTR0和DPTR1
双数据指针寄存器，便于访问数据存储器。 DPTR数据指针是唯一一个既可以当16位寄存器来用，
MOV 21H，ACC ；21H为字节地址
MOV 21H，P1.2 ；21H为位地址
17
２.数据存储器空间
AT89S52与AT89S51 片内数据存储器相比 ，片内数据存储器增 加了128B，对应的字 节地址为80H～FFH 。
这高128B的RAM单元 地址与特殊功能寄存 器区的字节地址重合 ，但它们是两个不同 的物理区域。
② 主要功能：保护断点和保护现场，为程序的正确返 回作准备。
③ 堆栈保护内容：累加器ACC，工作寄存器内容，寄 存器B，程序状态字PSW等。
27
④ 设立目的：为子程序调用和中断操作设立。 ⑤ 区域范围：由用户自己设置，通常设在30H-7FH的范围
内， SP值改置为60H 。 注意，设为堆栈的区域不能再用作普通RAM区。 单片机复位后，（SP）=07H，所以，必须在初始化时改变
18
２.数据存储器空间
对这两个具有相同地址区
域进行访问时，是由不同
的指令寻址方式（将在指
令系统一章中介绍）来区
分，对地址为80H～FFH
的RAM区，只能采用间
接寻址方式访问，而对地
址为80H～FFH的特殊功
第二章 AT89s52单片机的结构
2.2.2 控制器
控制器是控制读取指令、识别指令并根据指 令的性质协调、控制单片机各组成部件有序 工作的重要部件 是CPU乃至整个单片机的中枢神经。 控制器由指令寄存器IR、指令译码器ID、程序 计数器PC、堆栈指针SP、双数据指针 DPTR0 和DPTR1、定时及控制逻辑电路等组成。
1. 程序计数器PC
程序计数器PC是一个16位计数器 存放下一条将要执行程序的地址 寻址范围为0000H~FFFFH 可对64KB的程序存储器空间进行寻址 是控制器中最重要和最基本的寄存器。
2. 指令寄存器IR
指令寄存器IR是专门用来存放指令代码的专 用寄存器。 从程序存储器读出指令代码后，被送至指令 寄存器中暂时存放，等待送至指令译码器中 进行译码。
5. 双数据指针寄存器DPTR0和 DPTR1
通过软件对特殊功能寄存器SFR的辅助寄存器 AUXR1进行设置，便可以选择DPTR0或DPTR1。 AUXR1是一个不可进行位寻址的特殊功能寄 存器，其复位值＝XXXX XXX0B，地址＝0A2H。
2.3 存储器和I/O接口电路
1．AT89S52单片机的存储器 AT89S52 单片机芯片内配置有 8KB 的 Flash 程序存储器和256B的数据存储器RAM 可外扩最大64KB的程序存储器和64KB的数 据存储器 AT89S52 的存储器结构可分为 4 部分，片内 程序存储器、片外程序存储器、片内数据 存储器和片外数据存储器。
2.2 AT89S52单片机的CPU
2.2.1 AT89S52单片机CPU的运算器 2.2.2 控制器
P0.0~0.7
P2.0~2.7
VCC GND RAM 地址寄存器
P0口 驱 动 器
P2口 驱 动 器
RAM
第2章 AT89S52单片机的片内硬件结构(3)并行IO端口
1 1
0
0
截
止
12
（2）P0口作为通用I/O口，P0口输入时，读“锁存器”和读 “引脚”
一般都是读引脚指令； 读锁存器指令采用“读-改-写”过程；例如：INC P0 先读P0锁存器，再加1，再通过BUF1送回P0锁存器，此时这
个锁存器状态与引脚状态不一样。
截 0止
13
P0口总结 （1）通常地址/数据总线分时复用（双向口）
对单片机的控制，其实就是对I/O口的控制，无论单片机 对外界进行何种控制，亦或接受外部的控制，都是通过 I/O口进行的。
AT89S52单片机有4个I/O端口P0~P3 P0是三态双向口， P1~P3都是8位准双向口(可以实现数据的双向输入或输出
，但有条件限制，所以叫准双向口)，共占32根引脚。
3
2.5 并行I/O口
每个端口都包括1个输出锁存器(即专用寄存器P0～P3)、1个 输入缓冲器和输出驱动器。
4端口都可以位寻址。
在具有片外扩展存储器的系统中 P2口作为高8位地址线 P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。
4
P0口: P0.0～P0.7统称为P0口。 P0口为双功能8位并行端口，字节地址为80H,位地址为
0
1
导 通0
01
1
1
截 止1
10
17
P2口作通用I/O口,输出数据 内部“控制” 端为0，MUX与“锁存器的”Q端接通。 CPU输出1时，场效应管截止，P2.x引脚输出1 CPU输出0时，场效应管导通，P2.x引脚输出0
0
0
1
截
0
导
止
通
1
0
10
01
18
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2.4 AT89S52单片机的封装 及引脚功能
2.4.1 PDIP封装的AT89S52单片机引 脚及功能
2. 暂存器TMP1和TMP2
从原理结构图中可以看到，运算器中包 括的两个暂存器TMP1和TMP2作为ALU的 两个输入，暂时存放参加运算的数据。
3. 累加器ACC
累加器ACC是一个8位寄存器，是CPU工 作过程中使用频度最高的寄存器。
4. 寄存器B
执行乘法和除法指令时，使用寄存器B。
中断系统；
可在空闲和掉电两种低功耗方式运行； 3级程序锁定位； 全双工的UART串行通信口； 1个看门狗定时器WDT； 具有断电标志位POF； 振荡器和时钟电路的全静态工作频率为
0~30MHz； 与MCS-51单片机产品完全兼容。
2.2 AT89S52单片机的CPU
2.2.1 AT89S52单片机CPU的运算器 2.2.2 控制器
控制器由指令寄存器IR、指令译码器ID、 程序计数器PC、堆栈指针SP、双数据指 针 DPTR0和DPTR1、定时及控制逻辑电 路等组成。
1. 程序计数器PC
AT89S52单片机中的程序计数器PC是一 个16位计数器，存放下一条将要执行程 序的地址，寻址范围为0000H~FFFFH， 可对64KB的程序存储器空间进行寻址， 是控制器中最重要和最基本的寄存器。
程序状态字寄存器PSW
PSW 位地址
CY
S1 RS0 OV — D4H D3H D2H D1H
P 字节地址 D0H
D0H
2.2.2 控制器
CPU中控制器是控制读取指令、识别指 令并根据指令的性质协调、控制单片机 各组成部件有序工作的重要部件，是 CPU乃至整个单片机的中枢神经。
运算器的功能是进行算术逻辑运算、 位处理操作和数据的传送，主要包括算 术/逻辑运算单元ALU、累加器ACC、B寄 存器、暂存器TMP1和TMP2、程序状态 字PSW等。
1. 算术/逻辑运算单元ALU
算术/逻辑运算单元ALU是运算器的核心 部件，用来完成基本的算术运算、逻辑 运算和位处理操作。
2.4.2 PLCC和TQFP封装的AT89S52 单片机引脚及功能
2.4.1 PDIP封装的AT89S52 单片机引脚及功能
T2/P1.0 T2EX/P1.1
P1.2 P1.3 P1.4 M OSI/P1.5 M ISO/P1.6 SCK/P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P3.1
2.1 AT89S52单片机的主要 特性
8位字长的CPU； 可在线ISP编程的8KB片内Flash存储器； 256B的片内数据存储器； 可编程的32根I/O口线（P0~P3）； 4.0V~5.5V电压操作范围 3个可编程定时器； 双数据指针DPTR0和DPTR1； 具有8个中断源、6个中断矢量、2级优先权的
4. 堆栈指针SP
堆栈是一组编有地址的特殊的存储单元， 其栈顶的地址由堆栈指针SP 指示。堆栈 指针SP是一个8位的增量寄存器，所能够 指示的深度为0~255个存储单元。堆栈操 作按照“先进后出”原则进行
5. 双数据指针寄存器DPTR0和 DPTR1
在AT89S52单片机中，内含2个16位的数 据指针寄存器DPTR0和DPTR1。数据指 针寄存器DPTR0和DPTR1是两个独特的 16位寄存器，即可以用做16位的数据指 针使用，也可分开以8位的寄存器单独使 用（DP0L、DP0H、DP1L、DP1H）。
Flash 程 序 存 储 器 和 2 5 6 B 的 数 据 存 储 器 RAM，根据需要可外扩最大64KB的程序 存 储 器 和 6 4 KB 的 数 据 存 储 器 ， 因 此 AT89S52的存储器结构可分为4部分，片 内程序存储器、片外程序存储器、片内 数据存储器和片外数据存储器。
2. I/O接口电路
P0.0~0.7
P2.0~2.7
VCC GND
PSEN ALE/PROG
EA /VPP
RST
P0口 驱 动 器 P2口 驱 动 器
RAM 地址寄存器
RAM
P0口 锁存器
P2口 锁存器
Flash
B寄 存 器
ACC TM P2
SP TM P1
ALU
指 定时 令 与寄 控制 存
器
看门狗
PSW
P3口 锁存器
通过软件对特殊功能寄存器SFR的辅助寄 存器AUXR1进行设置，便可以选择 DPTR0或DPTR1。AUXR1是一个不可进 行位寻址的特殊功能寄存器，其复位值 ＝XXXX XXX0B，地址＝0A2H。
2.3 存储器和I/O接口电路
1．AT89S52单片机的存储器 AT89S52 单 片 机 芯 片 内 配 置 有 8 KB 的
第二章 AT89S52单片机的 基本结构
2.1 AT89S52单片机的主要特性 2.2 AT89S52单片机的CPU 2.3 存储器和I/O接口电路 2.4 AT89S52单片机的封装及引脚功能 2.5 复位操作和复位电路 2.6 振荡器、时钟电路及时序 2.7 AT89S52的低功耗工作方式
2. 指令寄存器IR
指令寄存器IR是专门用来存放指令代码 的专用寄存器。从程序存储器读出指令 代码后，被送至指令寄存器中暂时存放， 等待送至指令译码器中进行译码。
3. 指令译码器ID
指令译码器的功能是根据送来的指令代 码的性质，通过定时逻辑和条件转移逻 辑电路产生执行此指令所需要的控制信 号。
中断、串行 定 时 /计 数 器 端口模块
P1口 锁存器
ISP口
程序地址 寄存器 缓冲器
程序 计数器 （ PC）
程序 增量器 （ PC）
双数据 指针
编程逻辑
振荡器
P3口 驱 动 器
XTAL1
XTAL2 P3.0~3.7
P1口 驱 动 器 P1.0~1.7
2.2.1 AT89S52单片机CPU 的运算器