AT89C51和一般单片机的不同之处

AT89C51是个老古董,厂商早就停产了
由于引进的比较早,很多单片机资料上都使用这个芯片来做例程,所以在中国很有名,

8031的改进型 51内核的经典产品，现在51内核单片机很多是它的延伸，扩展。

数据处理，我们采用了现在被广泛应用的AT89C51单片机，它兼容于MCS－51系列单片机，而且具有1000次可擦写的FLASHMEMORY，便于系统的开发以及参数的修改。尽管它是8位机，但其处理精度完全满足系统的设计要求。该种单片机的最高频率可达到24MHz。在12MHz时，其处理速度完全达到设计要求。现对它加以介绍：
（1）AT89C51简介[5]
AT89C51是美国ATMEL公司生产的一种高性能、低功耗、带 4KFlashMemory的 8位CMOS单片微型计算机芯片。FlashMemory又称闪烁存贮器 ,它是EPROM和EEPROM技术有机结合的产物。其既具有EPROM一样的可编程能力 ,又带有象EEPROM的电可擦除性能 ,而且还具有不挥发性、访问速度快 (约 60ns)和密度高等特点。由于以上优点使AT89C51可靠性高、实时性好、速度快、系统掉电后重要数据和状态信息不会丢失 , 其性能价格比远高于同类芯片。它与MCS-51指令系统兼容 ,片内FPEROM允许对程序存储器在线重复编程 ,也可用常规的EPROM编程器编程 ,可循环写入 /擦除 1 0 0 0次。一般的EEPROM的字节擦除时间和写入时间基本上均为 1 0ms,对于任一实时控制系统来说 ,这样长的时间是不可能在线修改程序的。与EEPROM相比较 , FPEROM大大缩短了存储内容擦除和写入的时间 ,为在线改写程序提供了极大的方便 ,而且价格也比带EPROM87C系列单片机便宜 ,这就更显示出了 89C系列的优越性。另外，为处理频率降为零的操作，AT89C51设置了静态逻辑，支持两种可由软件选择的省电模式：其中低功率停顿（Idle）模式，结束CPU工作并允许RAM、定时／计数器、串行端口和中断系统继续工作；而功率下降（Down）模式，保存RAM内容，但停止内部振荡，从而关闭其他功能直到下一个外部的硬件复位，方可重新启动。
(2) AT89C51的特点
AT89C51主要有以下几个特点：
1、与MCS-51 兼容
2、4K字节可编程闪烁存储器
3、1000写/擦循环
4、数据保留时间：10年
5、全静态工作：0Hz-24Hz
6、三级程序存储器锁定
7、128*8位内部RAM
8、32可编程I/O线
9、两个16位定时器/计数器
10、5个中断源
11、可编程串行通道
12、低功耗的闲置和掉电模式
13、片内振荡器和时钟电路
(3) AT89C51的引脚及功能
AT89C51的引脚排列如下：

引脚功能如下：
1～8 P1.0～P1.7脚：是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
9 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。高电平有效，在次输入端保持两个机器周期的高电平后，就可以完成复位操作。此外，该引脚还有掉电保护功能，若在该引脚接+5伏备用电源，一旦在使用中突然掉电则可以保护片内RAM中的信息不丢失。
其复位电路有如下接法[6]

10～17 P3.0`～P3.7脚：是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收
输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
18 XTAL2：来自反向振荡器的输出。
19 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入
20 GND: 接地。
21～28 P2.0～P2.7: 为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
29 ： 外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 信号将不出现。
30 ：当访问外部存储器时，地址锁存允许/编程线的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效
31 /VPP：当 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， 将内部锁定为RESET；当 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
32～39 P0.7～P0.0：为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
40 VCC：供电电压。
(4) 振荡器特性
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
(5) 芯片擦除：
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
(6) AT89C51在连线时要注意的问题
单片机AT89C51在连线时，我认为最需要注意的地方应该是AT89C51的复位电路。因为我们在调试程序时发现复位电路的有无、电容电阻的大小都直接影响到结果是否能够正常的实现。在本系统中采用自动上电复位，其电路图如图3.5(a)，设电容和电阻值分别为10uF和8.2K这样确保RST引脚至少保持2个机器周期的高电平而完成复位过程。AT89C51一般上电就复位，振荡器及时钟发生器同时开始工作，CPU时序从此开始。复位后各片内特殊功能寄存器状态如表3.5所示。

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
18 XTAL2：来自反向振荡器的输出。
19 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入
20 GND: 接地。
21～28 P2.0～P2.7: 为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
29 ： 外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 信号将不出现。
30 ：当访问外部存储器时，地址锁存允许/编程线的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效
31 /VPP：当 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， 将内部锁定为RESET；当 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
32～39 P0.7～P0.0：为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
41 VCC：供电电压。
(4) 振荡器特性
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
(5) 芯片擦除：
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
(6) AT89C51在连线时要注意的问题
单片机AT89C51在连线时，我认为最需要注意的地方应该是AT89C51的复位电路。因为我们在调试程序时发现复位电路的有无、电容电阻的大小都直接影响到结果是否能够正常的实现。在本系统中采用自动上电复位，其电路图如图3.5(a)，设电容和电阻值分别为10uF和8.2K这样确保RST引脚至少保持2个机器周期的高电平而完成复位过程。AT89C51一般上电就复位，振荡器及时钟发生器同时开始工作，CPU时序从此开始。复位后各片内特殊功能寄存器状态如表3.5所示。