AT89C系列單片機(jī)是Atmel公司于1993年開始研制生產(chǎn)的，優(yōu)越的性能價(jià)格比使其成為頗受歡迎的8位單片機(jī)。

AT89C系列與MCS 51系列單片機(jī)相比有兩大優(yōu)勢(shì)：第一，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器采用閃速存儲(chǔ)器，使程序的寫入更加方便;第二，提供了更小尺寸的芯片(AT89C2051/1051)，使整個(gè)硬件電路的體積更小。

AT89C系列單片機(jī)有4種型號(hào)：AT89C51、AT89C52、AT89C1051、AT90C2051。其中AT89C2051/1051以較小的體積、良好的性能價(jià)格比備受青睞，在家電產(chǎn)品、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、醫(yī)療器械、汽車工業(yè)、智能儀器等應(yīng)用方面成為用戶降低成本的首選器件。下面以AT89C2051為代表對(duì)AT89C系列單片機(jī)作一簡(jiǎn)要闡述。

AT89C2051主要性能

AT89C2051是Atmel公司生產(chǎn)的帶2KB閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(EPROM)的8位單片機(jī)，它具有如下主要特性：

(1)與MCS 51兼容;

(2)內(nèi)部帶2KB可編程閃速存儲(chǔ)器;

(3)壽命為1000次擦/寫循環(huán);

(4)數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年;

(5)工作電壓范圍為2.7~6V;

(6)全靜態(tài)工作頻率為0~24Hz;

(7)兩級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定;

(8)128×8位內(nèi)部RAM;

(9)15條可編程I/O線;

(10)2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;

(11)5個(gè)兩級(jí)中斷源;

(12)可編程全雙工串行UART通道;

(13)直接對(duì)LED驅(qū)動(dòng)輸出;

(14)片內(nèi)精確的模擬比較器;

(15)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路;

(16)低功耗的休眠和掉電模式。

AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳描述

AT89C2051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10.1所示，從圖中可以看出，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致，區(qū)別只是增加了一個(gè)模擬比較器，減少了兩個(gè)對(duì)外的端口(P0、P2口)，輸出端口P1、P3有獨(dú)特的功能。

圖10.1 AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)

AT89C2051減少了兩個(gè)外部端口，因而芯片的外部引腳可以大大減少，芯片尺寸可以

很小，其引腳配置如圖10.2所示。它是一個(gè)有20個(gè)引腳雙列直插式的芯片，其引腳描述如下：

VCC：電源電壓。

GND：接地。

圖10.2 AT89C2051引腳配置

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，所有I/O引腳復(fù)位至高阻狀態(tài)。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來自反向振蕩放大器的輸出。

P1口：8位雙向I/O口，引腳P1.2和P1.1需要外部上拉，可用作片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入(AIN0)和反向輸入(AIN1)。P1口輸出緩沖器能接收20mA電流，并能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器;P1口引腳寫入“1”后，可用作輸入。在閃速編程和編程校驗(yàn)期間，P1口也可接收編碼數(shù)據(jù)。

P3口：引腳P3.0~P3.5與P3.7為7個(gè)帶內(nèi)部上拉的雙向I/O引腳。P3.6在內(nèi)部已與片內(nèi)比較器輸出相連，不能作為通用I/O引腳訪問。P3口的輸出緩沖器能接收20 mA電流;P3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉，可用作輸入。P3口也可用作特殊功能口，其功能見表10.1。P3口同時(shí)也可為閃速存儲(chǔ)器編程和編程校驗(yàn)接收控制信號(hào)。

從上述引腳說明可看出，AT89C2051沒有提供外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器與I/O設(shè)備所需的地址、數(shù)據(jù)、控制信號(hào)，因此利用AT89C2051構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不能在AT89C2051之外擴(kuò)展存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備，也即AT89C2051本身即構(gòu)成了最小的單片機(jī)系統(tǒng)。

特殊功能寄存器SFR

與8051單片機(jī)特殊功能寄存器相對(duì)應(yīng)，AT89C2051片內(nèi)設(shè)置了19個(gè)特殊功能寄存器，統(tǒng)稱為特殊功能寄存器塊(SFR)，它們的地址散布在80H~0F0H區(qū)域內(nèi)。表10.2給出了這19個(gè)SFR的名稱、地址和復(fù)位后的初值。

程序存儲(chǔ)器的加密

AT89C2051片內(nèi)有兩個(gè)鎖定位，可以編程(P)，也可以不編程(U)，從而得到3種鎖定位保護(hù)模式，見表10.3。

程序存儲(chǔ)器加密后，CPU仍可執(zhí)行其內(nèi)部指令，但不能從外部讀出它，鎖定位只能由芯片擦除操作來實(shí)現(xiàn)其擦除。

低功耗工作方式

AT89C2051有兩種低功耗工作方式：待機(jī)方式與掉電方式。

1)待機(jī)方式(休眠方式)

當(dāng)利用軟件使待機(jī)方式位IDL(PCON.0)=0時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入空閑方式。此時(shí)，CPU處于休眠狀態(tài)，而片內(nèi)所有其它外圍設(shè)備都保持工作狀態(tài)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器內(nèi)容保持不變。

在待機(jī)方式下，當(dāng)晶振fOSC=12 MHz，電源電壓VCC=6V時(shí)，電源電流ICC從20mA降至5mA;而VCC=3V時(shí)，ICC由5.5mA降至1mA。

中斷或硬件復(fù)位可以終止待機(jī)方式。

當(dāng)待機(jī)方式由硬件復(fù)位終止時(shí)，CPU要從休眠處恢復(fù)程序的執(zhí)行，執(zhí)行2個(gè)機(jī)器周期后，內(nèi)部復(fù)位電路才起作用。此時(shí)，硬件禁止訪問內(nèi)部RAM，但允許訪問端口引腳。為了防止休眠被復(fù)位終止時(shí)對(duì)端口引腳意外寫入的可能性，在生成待機(jī)方式的指令后不應(yīng)緊跟對(duì)端口引腳的寫指令。

如果不采用外部上拉，P1.0和P1.1應(yīng)置為“0”;如果采用外部上拉，則應(yīng)置為“1”。2)掉電方式掉電方式由掉電方式位PD(PCON.1)=1設(shè)置。此時(shí)，振蕩器停止工作，設(shè)置掉電方式的指令成為最后執(zhí)行的一條指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器內(nèi)容保持不變。

在掉電方式下，VCCmin=2 V。當(dāng)VCC=6 V時(shí)，ICCmax=100μA;當(dāng)VCC=3 V時(shí)，ICCmax=20μA。

退出掉電方式的唯一方式是硬件復(fù)位。

硬件復(fù)位將重新定義特殊功能寄存器，但不影響片內(nèi)RAM。復(fù)位的保持時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，以便振蕩器能重新開始工作并穩(wěn)定下來。在VCC沒有恢復(fù)到正常工作電壓之前，不應(yīng)進(jìn)行復(fù)位。

如果不采用外部上拉，P1.0和P1.1應(yīng)置“0”，否則置“1”。