at89s52 at89s52 at89s52-功能特性,at89s52-主要性能

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

89s52_at89s52 -功能特性


引脚结构

AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位 定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下,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。8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash AT89S52P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。

在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。

P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。

此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所示。

在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。

引脚号第二功能P1.0T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出P1.1T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)P1.5MOSI(在系统编程用)P1.6MISO(在系统编程用)P1.7SCK(在系统编程用)

P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。

在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @dptr)时,P2 口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。

在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。

P3口亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。

在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。

引脚号第二功能P3.0RXD(串行输入)P3.1TXD(串行输出)P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT0(外部中断0)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1(定时器1外部输入)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器写选通)

端口引脚 第二功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INTO(外中断0)P3.3 INT1(外中断1)P3.4 TO(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。


引脚结构

RST――复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

ALE/PROG――当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

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对FLASH存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。

如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE禁止位无效。

PSEN――程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C52由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲,在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次PSEN信号。

EA/VPP――外部访问允许,欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器的指令。

FLASH存储器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。


AT89S52 特殊寄存器映象及复位值

XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。

XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。

特殊功能寄存器

特殊功能寄存器(SFR)的地址空间映象如表1所示。

并不是所有的地址都被定义了。片上没有定义的地址是不能用的。读这些地址,一般将得到一个随机数据;写入的数据将会无效。

用户不应该给这些未定义的地址写入数据“1”。由于这些寄存器在将来可能被赋予新的功能,复位后,这些位都为“0”。

定时器 2 寄存器:寄存器T2CON 和T2MOD 包含定时器2 的控制位和状态位(如表2和表3所示),寄存器对RCAP2H和RCAP2L是定时器2的捕捉/自动重载寄存器。

中断寄存器:各中断允许位在IE寄存器中,六个中断源的两个优先级也可在IE中设置。

表2 T2CON:定时器/计数器2控制寄存器

T2CON 地址为0C8H 复位值:0000 0000B位可寻址

TF2EXF2RLCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL276543210符号功能TF2

定时器2 溢出标志位。必须软件清“0”。RCLK=1 或TCLK=1 时,TF2不

用置位。

EXF2

定时器2 外部标志位。EXEN2=1 时,T2EX 上的负跳变而出现捕捉或重载

时,EXF2 会被硬件置位。定时器2 打开,EXF2=1 时,将引导CPU执行定

时器2 中断程序。EXF2 必须如见清“0”。在向下/向上技术模式(DCEN=1)

下EXF2不能引起中断。

RLCLK

串行口接收数据时钟标志位。若RCLK=1,串行口将使用定时器2 溢出脉冲

作为串行口工作模式1 和3 的串口接收时钟;RCLK=0,将使用定时器1计数

溢出作为串口接收时钟。

TCLK

串行口发送数据时钟标志位。若TCLK=1,串行口将使用定时器2 溢出脉冲作

为串行口工作模式1 和3 的串口发送时钟;TCLK=0,将使用定时器1计数溢出

作为串口发送时钟。

EXEN2

定时器2外部允许标志位。当EXEN2=1时,如果定时器2没有用作串行时钟,

T2EX(P1.1)的负跳变见引起定时器2 捕捉和重载。若EXEN2=0,定时器2

将视T2EX端的信号无效

TR2开始/停止控制定时器2。TR2=1,定时器2开始工作C/T2

定时器 2 定时/计数选择标志位。C/T2 =0,定时; C/T2 =1,外部事件计

数(下降沿触发)

CP/RL2

捕捉/重载选择标志位。当EXEN2=1时, CP/RL2=1,T2EX出现负脉冲,会引

起捕捉操作;当定时器2溢出或EXEN2=1时T2EX出现负跳变,都会出现自动重载

操作。CP/RL2=0 将引起T2EX 的负脉冲。当RCKL=1或TCKL=1时,此标志位

无效,定时器2溢出时,强制做自动重载操作。

双数据指针寄存器:为了更有利于访问内部和外部数据存储器,系统提供了两路16位数据指针寄存器:位于SFR中82H~83H的DP0和位于84H~85。特殊寄存器AUXR1中DPS=0 选择DP0;DPS=1 选择DP1。用户应该在访问数据指针寄存器前先初始化DPS至合理的值。

表 3a AUXR:辅助寄存器

AUXR 地址:8EH 复位值:XXX00XX0B不可位寻址

WDIDLEDISRTODISALE76543210

预留扩展用

DISALEALE使能标志位

DISALE 操作方式

0 ALE 以1/6晶振频率输出信号

1 ALE 只有在执行MOVX 或MOVC指令时激活

DISRTO复位输出标志位

DISRTO

0看门狗(WDT)定时结束,Reset 输出高电平

1 Reset 只有输入

WDIDLE 空闲模式下WDT 使能标志位

WDIDLE

0 空闲模式下,WDT继续计数

1 空闲模式下,WDT停止计数

掉电标志位:掉电标志位(POF)位于特殊寄存器PCON的第四位(PCON.4)。上电期间POF置“1”。POF可以软件控制使用与否,但不受复位影响。

表 3b AUXR1:辅助寄存器1

AUXR1 地址:A2H 复位值:XXXXXXX0B

不可位寻址

DPS76543210

预留扩展用

DPS数据指针选择位

DPS

0 选择DPTR寄存器DP0L和DP0H

1 选择DPTR寄存器DP1L和DP1H

存储器结构

MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。

程序存储器:如果EA引脚接地,程序读取只从外部存储器开始。

对于 89S52,如果EA 接VCC,程序读写先从内部存储器(地址为0000H~1FFFH)开始,接着从外部寻址,寻址地址为:2000H~FFFFH。

数据存储器:AT89S52 有256 字节片内数据存储器。高128 字节与特殊功能寄存器重叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址,而物理上是分开的。

当一条指令访问高于7FH 的地址时,寻址方式决定CPU 访问高128 字节RAM 还是特殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器(SFR)。

例如,下面的直接寻址指令访问0A0H(P2口)存储单元MOV 0A0H , #data使用间接寻址方式访问高128 字节RAM。例如,下面的间接寻址方式中,R0 内容为0A0H,访问的是地址0A0H的寄存器,而不是P2口(它的地址也是0A0H)。

MOV @R0 , #data堆栈操作也是简介寻址方式。因此,高128字节数据RAM也可用于堆栈空间。

看门狗定时器

WDT是一种需要软件控制的复位方式。WDT 由13位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器(WDTRST)构成。WDT 在默认情况下无法工作;为了激活WDT,用户必须往WDTRST 寄存器(地址:0A6H)中依次写入01EH 和0E1H。当WDT激活后,晶振工作,WDT在每个机器周期都会增加。WDT计时周期依赖于外部时钟频率。除了复位(硬件复位或WDT溢出复位),没有办法停止WDT工作。当WDT溢出,它将驱动RSR引脚一个高电平输出。

WDT的使用为了激活WDT,用户必须向WDTRST寄存器(地址为0A6H的SFR)依次写入0E1H和0E1H。当WDT激活后,用户必须向WDTRST写入01EH和0E1H喂狗来避免WDT溢出。当计数达到8191(1FFFH)时,13 位计数器将会溢出,这将会复位器件。晶振正常工作、WDT激活后,每一个机器周期WDT 都会增加。为了复位WDT,用户必须向WDTRST 写入01EH 和0E1H(WDTRST 是只读寄存器)。WDT 计数器不能读或写。

当WDT 计数器溢出时,将给RST 引脚产生一个复位脉冲输出,这个复位脉冲持续96个晶振周期(TOSC),其中TOSC=1/FOSC。为了很好地使用WDT,应该在一定时间内周期性写入那部分代码,以避免WDT复位。

掉电和空闲方式下的 WDT在掉电模式下,晶振停止工作,这意味这WDT也停止了工作。在这种方式下,用户不必喂狗。有两种方式可以离开掉电模式:硬件复位或通过一个激活的外部中断。通过硬件复位退出掉电模式后,用户就应该给WDT 喂狗,就如同通常AT89S52 复位一样。

通过中断退出掉电模式的情形有很大的不同。中断应持续拉低很长一段时间,使得晶振稳定。当中断拉高后,执行中断服务程序。为了防止WDT在中断保持低电平的时候复位器件,WDT 直到中断拉低后才开始工作。这就意味着WDT 应该在中断服务程序中复位。

为了确保在离开掉电模式最初的几个状态WDT不被溢出,最好在进入掉电模式前就复位WDT。

在进入待机模式前,特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用来决定WDT是否继续计数。

默认状态下,在待机模式下,WDIDLE=0,WDT继续计数。为了防止WDT在待机模式下复位AT89S52,用户应该建立一个定时器,定时离开待机模式,喂狗,再重新进入待机模式。

UART

在AT89S52 中,UART 的操作与AT89C51和AT89C52一样。为了获得更深入的关于UART 的信息,可参考ATMEL 网站(http://www.atmel.com)。从这个主页,选择“Products”,然后选择“8051-Architech Flash Microcontroller”,再选择“ProductOverview”即可。

定时器 0 和定时器1

在AT89S52 中,定时器0 和定时器1 的操作与AT89C51 和AT89C52 一样。为了获得更深入的关于UART 的信息,可参考ATMEL 网站(http://www.atmel.com)。从这个主页,选择“Products”,然后选择“8051-Architech Flash Microcontroller”,再选择“ProductOverview”即可。

定时器 2

定时器2是一个16位定时/计数器,它既可以做定时器,又可以做事件计数器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位选择(如表2所示)。定时器2有三种工作模式:

捕捉方式、自动重载(向下或向上计数)和波特率发生器。如表3 所示,工作模式由T2CON中的相关位选择。定时器2 有2 个8位寄存器:TH2和TL2。在定时工作方式中,每个机器周期,TL2 寄存器都会加1。由于一个机器周期由12 个晶振周期构成,因此,计数频率就是晶振频率的1/12。

表 3 定时器2工作模式

RCLK+TCLKCP/RL2TR2MODE00116位自动重载01116位捕捉1x1波特率发生器xx0(不用)
图 5 定时器的捕捉模式

在计数工作方式下,寄存器在相关外部输入角T2 发生1 至0 的下降沿时增加1。在这种方式下,每个机器周期的S5P2期间采样外部输入。一个机器周期采样到高电平,而下一个周期采样到低电平,计数器将加1。在检测到跳变的这个周期的S3P1 期间,新的计数值出现在寄存器中。因为识别1-0的跳变需要2个机器周期(24个晶振周期),所以,最大的计数频率不高于晶振频率的1/24。为了确保给定的电平在改变前采样到一次,电平应该至少在一个完整的机器周期内保持不变。

捕捉方式在捕捉模式下,通过T2CON中的EXEN2来选择两种方式。如果EXEN2=0,定时器2时一个16位定时/计数器,溢出时,对T2CON 的TF2标志置位,TF2引起中断。如果EXEN2=1,定时器2做相同的操作。除上述功能外,外部输入T2EX引脚(P1.1)1至0的下跳变也会使得TH2和TL2中的值分别捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。除此之外,T2EX 的跳变会引起T2CON 中的EXF2 置位。像TF2 一样,T2EX 也会引起中断。捕捉模式如图5所示。

自动重载当定时器2 工作于16 位自动重载模式,可对其编程实现向上计数或向下计数。这一功能可以通过特殊寄存器T2MOD(见表4)中的DCEN(向下计数允许位)来实现。通过复位,DCEN 被置为0,因此,定时器2 默认为向上计数。DCEN 设置后,定时器2就可以取决于T2EX向上、向下计数。

如图6 所示,DCEN=0 时,定时器2 自动计数。通过T2CON 中的EXEN2 位可以选择两种方式。如果EXEN2=0,定时器2计数,计到0FFFFH后置位TF2溢出标志。计数溢出也使得定时器寄存器重新从RCAP2H 和RCAP2L 中加载16 位值。定时器工作于捕捉模式,RCAP2H和RCAP2L的值可以由软件预设。如果EXEN2=1,计数溢出或在外部T2EX(P1.1)引脚上的1到0的下跳变都会触发16位重载。这个跳变也置位EXF2中断标志位。


图 6 定时器2重载模式(DCEN=0)

如图6所示,置位DCEN,允许定时器2向上或向下计数。在这种模式下,T2EX引脚控制着计数的方向。T2EX上的一个逻辑1使得定时器2向上计数。定时器计到0FFFFH溢出,并置位TF2。定时器的溢出也使得RCAP2H和RCAP2L中的16位值分别加载到定时器存储器TH2和TL2中。

T2EX 上的一个逻辑0 使得定时器2 向下计数。当TH2 和TL2 分别等于RCAP2H 和RCAP2L中的值的时候,计数器下溢。计数器下溢,置位TF2,并将0FFFFH加载到定时器存储器中。

定时器2上溢或下溢,外部中断标志位EXF2 被锁死。在这种工作模式下,EXF2不能触发中断。

表 4 T2MOD-定时器2控制寄存器

T2MOD 地址:0C9H 复位值:XXXXXX00B

不可位寻址

T2OEDCEN76543210符号功能无定义,预留扩展定时器2输出允许位置1后,定时器2可配置成向上/向下计数

中断

AT89S52 有6个中断源:两个外部中断(INT0 和INT1),三个定时中断(定时器0、1、2)和一个串行中断。这些中断如图10所示每个中断源都可以通过置位或清除特殊寄存器IE 中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效。IE还包括一个中断允许总控制位EA,它能一次禁止所有中断。

如表5所示,IE.6位是不可用的。对于AT89S52,IE.5位也是不能用的。用户软件不应给这些位写1。它们为AT89系列新产品预留。

定时器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或逻辑触发。程序进入中断服务后,这些标志位都可以由硬件清0。实际上,中断服务程序必须判定是否是TF2 或EXF2激活中断,标志位也必须由软件清0。

定时器0和定时器1标志位TF0 和TF1在计数溢出的那个周期的S5P2被置位。它们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来。然而,定时器2 的标志位TF2 在计数溢出的那个周期的S2P2被置位,在同一个周期被电路捕捉下来。

表 4 中断允许控制寄存器(IE)

(MSB) (LSB)

EAET2ESET1EX1ET0EX0

中断允许控制位=1,允许中断

中断允许控制位=0,禁止中断

符号位地址功能EAIE.7

中断总允许控制位。EA=0,中断总禁止;EA=1,各中断

由各自的控制位设定

IE.6预留ET2IE.5定时器2中断允许控制位ESIE.4串行口中断允许控制位ET1IE.3定时器1中断允许控制位EX1IE.2外部中断1允许控制位ET0IE.1定时器0中断允许控制位EX0IE.0外部中断1允许控制位

89s52_at89s52 -主要性能

与MCS-51单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、 全静态操作:0Hz~33Hz 、 三级加密程序存储器 、 32个可编程I/O口线 、三个16位定时器/计数器 八个中断源 、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针 、掉电标识符。

89s52_at89s52 -芯片结构框图


框图

  

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