第2章 AT89S52单片机 硬件结构 2 1
1 第2章 AT89S52单片机 硬件结构
第2章AT89S52单片机的片内硬件结构 2.1AT89S52单片机的硬件组成 2.2AT89S52的引脚功能 2.2.1电源及时钟引脚 2.2.2控制脚 2.2.3并行V▣口引脚 2.3AT89S52的CPU 2.3.1运算器 2.3.2控制器 2.4AT89S52的存储器结构 2.4.1程序存储器空间 2.4.2数据存储器空间 2
2 第2章 AT89S52单片机的片内硬件结构 2.1 AT89S52单片机的硬件组成 2.2 AT89S52的引脚功能 2.2.1 电源及时钟引脚 2.2.2 控制引脚 2.2.3 并行I/O口引脚 2.3 AT89S52的CPU 2.3.1 运算器 2.3.2 控制器 2.4 AT89S52的存储器结构 2.4.1 程序存储器空间 2.4.2 数据存储器空间
2.4.3 特殊功能寄存器 2.4.4位地址空间 2.4.5存储器结构总结 2.5AT89S52的并行V▣端口 2.5.1P0▣ 2.5.2P1☐ 2.5.3 P2口 2.5.4P3▣ 2.6时钟电路与时序 2.6.1时钟电路设计 26.2时钟周期、机器周期、指令周期与指令时序 3
3 2.4.3 特殊功能寄存器 2.4.4 位地址空间 2.4.5 存储器结构总结 2.5 AT89S52的并行I/O端口 2.5.1 P0口 2.5.2 P1口 2.5.3 P2口 2.5.4 P3口 2.6 时钟电路与时序 2.6.1 时钟电路设计 2.6.2 时钟周期、机器周期、指令周期与指令时序
2.7复位操作和复位电路 2.7.1复位操作 2.7.2复位电路设计 2.8AT89S52单片机的最小应用系统 2.9看门狗定时器(WDT)功能简介 2.10低功耗节电模式 2.10.1空闲模式 2.10.2掉电运行模式 4
4 2.7 复位操作和复位电路 2.7.1 复位操作 2.7.2 复位电路设计 2.8 AT89S52单片机的最小应用系统 2.9 看门狗定时器（WDT）功能简介 2.10 低功耗节电模式 2.10.1 空闲模式 2.10.2 掉电运行模式
内容概要 本章介绍AT89S52单片机的片内硬件结构。读者应了解 并熟知AT89S52单片机的片内硬件结构，以及片内外设资源 的工作原理与基本功能，重点掌握AT89S52单片机的存储器 结构、常见的特殊功能寄存器的基本功能以及复位电路与时 钟电路的设计，掌握单片机最小系统的概念。此外还介绍了 低功耗节电模式。 5
5 内容概要 本章介绍AT89S52单片机的片内硬件结构。读者应了解 并熟知AT89S52单片机的片内硬件结构，以及片内外设资源 的工作原理与基本功能，重点掌握AT89S52单片机的存储器 结构、常见的特殊功能寄存器的基本功能以及复位电路与时 钟电路的设计，掌握单片机最小系统的概念。此外还介绍了 低功耗节电模式
2.1AT89S52单片机的硬件组成 片内硬件组成结构如图2-1所示。把作为控制应用所必需的基 本功能部件都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。 有如下功能部件和特性： (1)8位微处理器(CPU): (2)数据存储器（256BRAM); (3)程序存储器(8 KB Flash ROM); (4)4个8位可编程并行1/O口(P0口、P1口、P2口和P3口) (5)1个全双工的异步串行口： (6)3个可编程的16位定时器/计数器(T0、T1和T2): 6
6 2.1 AT89S52单片机的硬件组成 片内硬件组成结构如图2-1所示。把作为控制应用所必需的基 本功能部件都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。 有如下功能部件和特性： （1）8位微处理器（CPU）； （2）数据存储器（256B RAM）； （3）程序存储器（8KB Flash ROM）； （4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口和P3口） ； （5）1个全双工的异步串行口； （6）3个可编程的16位定时器/计数器（T0、T1和T2）；
数据存储器 PO P2 程序存储器 RAM 8KB Flash ROM CPU 特殊功能 (运算器) 寄存器 (控制器) 看门 定时器/计数器 素 (SFR) XTAL1 狗定 时器 XTAL2 串行口 16位3个 P1 P3 8 AT89S52 AE函 PSEN RESET 图2-1 AT89S52单片机片内结构 7
7 图2-1 AT89S52单片机片内结构
(7)1个看门狗定时器： (8)中断系统具有6个中断源、6个中断向量； (9)特殊功能寄存器（SFR)32个； (10)低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式 下的中断恢复模式： (11)3个程序加密锁定位。 片内各功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1)， 基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统微机结构。 8
8 （7）1个看门狗定时器； （8）中断系统具有6个中断源、6个中断向量； （9）特殊功能寄存器（SFR）32个； （10）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式 下的中断恢复模式； （11）3个程序加密锁定位。 片内各功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1）， 基本结构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构
CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器(SFR, Special Function Register)的集中控制方式。 下面介绍图2-1中片内各功能部件。 (1)CPU（微处理器) 8位的CPU,与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和控制 器两大部分，还有面向控制的位处理功能。 (2)数据存储器 (RAM) 片内为为256B,片外最多可扩64KB。片内256B的RAM以高速 RAM的形式集成，可加快单片机运行的速度和降低功耗。 9
9 CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR， Special Function Register）的集中控制方式。 下面介绍图2-1中片内各功能部件。 （1）CPU（微处理器） 8位的CPU，与通用CPU基本相同，同样包括了运算器和控制 器两大部分，还有面向控制的位处理功能。 （2）数据存储器（RAM） 片内为为256B，片外最多可扩64KB。片内256B的RAM以高速 RAM的形式集成，可加快单片机运行的速度和降低功耗。 9
(3)程序存储器 (Flash ROM) 用来存储程序。AT89S52片内有8KB的F1ash存储器； AT89S53/AT89S54/AT89S55片内集成了12KB/16KB /20KB的Flash存储器，如果片内程序存储器容量不够，片外 最多可外扩至64KB程序存储器，即“片内+片外”的程序存 储器总容量不超过64KB。 (4)定时器/计数器 片内有3个16位的定时器/计数器，具有4种工作方式。 (5)中断系统 具有6个中断源，2级中断优先权。 10
10 （3）程序存储器（Flash ROM） 用来存储程序。AT89S52 片内有8KB的Flash存储器； AT89S53/AT89S54/AT89S55片内集成了12KB/16KB /20KB的Flash存储器，如果片内程序存储器容量不够，片外 最多可外扩至64KB程序存储器，即“片内+片外”的程序存 储器总容量不超过64KB。 （4）定时器/计数器 片内有3个16位的定时器/计数器，具有4种工作方式。 （5）中断系统 具有6个中断源，2级中断优先权。 10