单片机最小系统.docx
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单片机最小系统
单片机最小系统
STC89C52单片机简介
概述
STC89C52是51系列单片机的一个型号，它是STCMEL公司生产的。
STC89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用STCMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程（S系列的才支持在线编程）。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
STC89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
主要功能特性
◆兼容MCS51指令系统
◆8k可反复擦写（>1000次）FlashROM
◆32个双向I/O口?
256x8bit内部RAM
◆3个16位可编程定时/计数器中断?
时钟频率0-24MHz
◆2个串行中断
◆可编程UART串行通道
◆2个外部中断源
◆共8个中断源
◆2个读写中断口线
◆3级加密位
◆低功耗空闲和掉电模式
◆软件设置睡眠和唤醒功能
8051单片机的引脚功能
MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双列直插式封装，用HMOS工艺制造，其外部引脚排列如图所示。
其中，各引脚的功能为：
（a）DIP引脚图（b）逻辑符号
8051单片机的引脚
⑴主电源引脚
Vcc（40脚）：
接＋5V电源正端
Vss（20脚）：
接＋5V电源地端
一般Vcc和Vss间应接高频去耦电容和低频滤波电容。
⑵外接晶体或外部振荡器引脚
XTAL1（19脚）：
接外部晶振的一个引脚。
在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器OSC。
当采用外部振荡器时，此引脚应接地。
XTAL2（18脚）：
接外部晶振的另一个引脚。
在片内接至反相放大器的输出端和内部时钟电路的输入端。
当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。
⑶控制信号线
RST/VPD（9脚）：
复位信号输入端，复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端
ALE/（30脚）：
地址锁存允许/编程脉冲输入。
用ALE锁存从P0口输出的低8位地址；在对片内EPROM编程时，编程脉冲由此输入。
（29脚）：
外部程序存储器读选通信号，低电平有效。
/VPP（31脚）：
访问外部存储器允许/编程电压输入。
EA为高电平时，访问内部存储器；低电平时，访问外部存储器。
对片内EPROM编程时，此脚接21V编程电压。
⑷多功能I/O口引脚
8051单片机设有4个双向I/O口（P0、P1、P2、P3），每一组I/O口线都可以独立地用作输入或输出口，其中：
①P0口（32～39脚）——双向口（三态），可作为输入/输出口，可驱动8个LSTTL门电路。
实际应用中常作为分时使用的地址/数据总线口，对外部程序或数据存储器寻址时低8位地址与数据总线分时使用P0口：
先送低8位地址信号到P0口，由地址锁存信号ALE的下降沿将地址信号锁存到地址锁存器后，再作为数据总线的口线对数据进行输入或输出。
②P1口（1～8脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。
用作输入线时，口锁存器必须由单片机先写入“1”，每一位都可编程为输入或输出线。
③P2口（21～28）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。
可作为输入/输出口，实际应用中一般作为地址总线的高8位，与P0口一起组成16位地址总线，用于对外部存储器的接口电路进行寻址。
④P3口（10～17脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。
双功能口，作为第一功能使用时，与P1口一样；作为第二功能使用时，每一位都有特定用途，其特殊用途如表所示：
端口引脚
第二功能
注释
P3.0
RXD
串行口数据接收端
P3.1
TXD
串行口数据发送端
P3.2
/INT0
外中断请求0
P3.3
/INT1
外中断请求1
P3.4
T0
定时/计数器0外部计数信号输入
P3.5
T1
定时/计数器1外部计数信号输入
P3.6
/WR
外部RAM写选通信号输出
P3.7
/RD
外部RAM读选通信号输出
3.1.2单片机最小系统
所谓单片机的最小系统是指使单片机能运行程序、正常工作的最简单电路系统，是保证单片正常启动、开始工作的必须电路，缺一不可。
单片机最小系统一般由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成。
对于8051单片机，由于片内有4K的程序存储器，所以其最小系统除了单片机本身外，只需外接时钟电路与复位电路即可。
复位及复位电路
8051单片机的复位
复位是使CPU和系统中其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
8051单片机在RST输入端（9脚）出现高电平时实现系统的复位和初始化。
在振荡器运行的情况下，要实现复位操作，必须使RST端的高电平至少保持两个机器周期（24个振荡周期）。
CPU在第二个机器周期内执行复位操作，以后每一个机器周期重复一次，直到RST降为低电平。
复位期间不产生ALE及/PSEN信号。
复位的内部操作使SP为07H，各端口（P0～P3）都为0FFH，特殊功能寄存器都为0，但不影响RAM的状态。
当复位结束（RST变为低电平）后，CPU从0000H开始执行程序。
值得注意的是：
8051单片机通电后并不运行ROM里的程序，只有正常复位后，才能开始工作。
复位电路
单片机的复位分为上电自动复位、按键手动复位两种和看门狗强制复位三种等。
上电复位通常利用电容的充放电来实现，按键复位则可分为按键脉冲复位和按键电平复位两种，看门狗复位则通过外接看门狗电路或软件看门狗程序实现。
常见的上电复位和按键复位电路如图所示。
（a）上电复位（b）按键脉冲复位（c）按键电平复位
图中，（a）为最简单的单片机复位电路。
当系统上电时，由于电容C两端的电压不会瞬间改变，所以8051的第9脚复位端会得到短暂的高电平，随后，电容通过电阻R进行充电，经过一段时间后，RST端变为低电平。
当电容的充放电时间常数RC足够大，能保证在RST端得到超过两个机器周期的高电平时，单片机完成复位操作，开始正常运行ROM里的程序。
（b）为按键脉冲复位电路。
当系统上电时，单片机并不复位，不能运行ROM里的程序，只有当系统上电后，按一下复位按键（图中未画出），反相器输出超过两个机器周期的高电平，才能完成系统复位。
（c）为包括上电复位功能的按键电平复位电路，是最常见的单片机复位电路之一。
当系统上电时，单片机的RST端得到两个以上机器周期的高电平，随后电容C经电阻R充电，变为低电平，完成单片机的上最复位。
在单片机的运行过程中，如果由于外界干扰等因素的影响，使单片机的程序跑飞，则可以通过按下按键K，使单片机完成复位操作。
当按下K键时，电容两端短路，RST接到电源VCC变为高电平，同时电容迅速放电，使电容的两个极板电位一致。
释放按键K后，电容C通过电阻R充电，经过两个以上机器周期的时间后，RST端变为低电平，完成单片机的复位。
时钟电路
时钟电路用于产生单片机的基本时钟信号。
8051的时钟信号可由内部振荡器产生，也可由外部电路直接提供。
内部振荡器的输入和输出脚分别为XTAL1和XSTCL2，由XTAL2给单片机内部电路提供时钟信号。
当时钟信号由外部电路提供时，外部时钟引入XTAL2，而XTAL1脚接地。
两种时钟信号的连接电路如图所示。
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