㈠ 89S51單片機的簡介
89C51最致命的缺陷在於不支持
ISP(在線更新程序)功能,必須加上ISP功能等新功能才能更好延續MCS-51的傳奇.89S51
就是在這樣的背景下取代89C51的,現在,89S51目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒,
作為市場佔有率第一的Atmel目前公司已經停產AT89C51,將用AT89S51代替.89S51在
工藝上進行了改進,89S51採用0.35新工藝,成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力.
89SXX可以像下兼容89CXX等51系列晶元.
89S51相對於89C51增加的新功能包括:
-- 新增加很多功能,性能有了較大提升,價格基本不變,甚至比89C51更低!
-- ISP在線編程功能,這個功能的優勢在於改寫單片機存儲器內的程序不需要把晶元從工作
環境中剝離.是一個強大易用的功能.
-- 最高工作頻率為33MHz,大家都知道89C51的極限工作頻率是24M,就是說S51具有更
高工作頻率,從而具有了更快的計算速度.
-- 具有雙工UART串列通道.
-- 內部集成看門狗計時器,不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路.
-- 雙數據指示器.
-- 電源關閉標識.
-- 全新的加密演算法,這使得對於89S51的解密變為不可能,程序的保密性大大加強,這樣
就可以有效的保護知識產權不被侵犯.
-- 兼容性方面:向下完全兼容51全部字系列產品.比如8051,89C51等等早期MCS-51兼
容產品.也就是說所有教科書,網路教程上的程序(不論教科書上採用的單片機是8051還
是89C51還是MCS-51等等),在89S51上一樣可以照常運行,這就是所謂的向下兼容.
比較結果:就如同INTEL的P3向P4升級一樣,雖然都可以跑Windows98,不過速度是不
同的.
㈡ AT89S51單片機中匯流排按功能劃分為哪幾種簡要說明其功能
1）數據匯流排：D0--D7，
2）地址匯流排：A0--A15，
3）讀寫控制匯流排；
4）輸入輸出匯流排 PIO：
這些匯流排的外連埠，大部分是與PIO口復用；
㈢ 89S51單片機詳細介紹
89S51 單片機
MCS-51 單片機是美國INTE 公司於1980 年推出的產品，典型產品有 80 31（內部沒有程序存儲器，實際使用方面已經被市場淘汰）、8051（晶元採用HMOS，功耗是630mW，是89C51 的5 倍，實際使用方面已經被市場淘汰）和8751 等通用產品，一直到現在， MCS-5 1 內核系列兼容的單片機仍是應用
的主流產品（比如目前流行的89S51、已經停產的89C51 等），各高校及專業學校的培訓教材仍與MCS-51 單片機作為代表進行理論基礎學習。
有些文獻甚至也將8051 泛指MCS-51 系列單片機，8051 是早期的最典型的代表作，由於MCS-51 單片機影響極深遠，許多公司都推出了兼容系列單片機，就是說MCS-51 內核實際上已經成為一個8 位單片機的標准。
其他的公司的51 單片機產品都是和MCS-51 內核兼容的產品而以。同樣的一段程序，在各個單片機廠家的硬體上運行的結果都是一樣的，如ATMEL 的89C51（已經停產）、89S51， PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說的已經停產的89C51 指的是ATMEL公司的 AT 89C51 單片機，同時是在原基礎上增強了許多特性，如時鍾，更優秀的是由Flash（程序存儲器的內容至少可以改寫 1000 次）存儲器取帶了原來的 ROM（一次性寫入），AT89C51 的性能相對於8051 已經算是非常優越的了。
不過在市場化方面，89C51 受到了PIC 單片機陣營的挑戰，89C51 最致命的缺陷在於不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP 功能等新功能才能更好延續MCS-51 的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51 的，現在，89S51 目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒，作為市場佔有率第一的Atmel 目前公司已經停產AT89C51，將用AT89S51 代替。89S51 在
工藝上進行了改進，89S51 採用 0.35 新工藝，成本降低,而且將功能提升,增 加了競爭力。89SXX 可以像下兼容89CXX 等51 系列晶元。市場上見到的89C51 實際都是Atmel 前期生產的巨量庫存而以。如果市場需要，Atmel當然也可以再恢復生產AT89C51。
AT89S51/LS51單片機是低功耗的、具有4KB在線課編程Flash存儲器的單片機。它與通用80C51系列單片機的指令系統和引腳兼容。片內的Flash可允許在線重新編程，也可使用非易失性存儲器編程。他將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個晶元上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器。
AT89S51/LS51具有如下特性：
--片內程序存儲器含有4KB的Flash存儲器，允許在線編程，檫寫周期可達1000次；
--片內數據存儲器內含128位元組的RAM；
--I/O口具有32根可編程I/O線；
--具有兩個16位I/O線；
--中斷系統具有6個中斷源、5個終端矢量、2個中斷優先順序的中斷結構；
--串列口是一個全雙工的串列通信口；
--具有兩個數據指針DPTR0和DPTR1；
--低功耗節電模式有節電模式和掉電模式；
--包含3級程序鎖定位；
--AT89S51的電源電壓為4.0-5.5V，AT89LS51的電源電壓為2.7-4.0V；
-振盪器頻率0-33MHz（AT89S51），0-16MHz(AT89LS51);
--具有片內看門狗定時器；
--靈活的在線片內編程模式（位元組和頁編程模式）；
--具有斷電標志模式POF；
89S51 相對於89C51 增加的新功能包括：
-- 新增加很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比89C51 更低！
-- ISP 在線編程功能，這個功能的優勢在於改寫單片機存儲器內的程序不需要把晶元從工作
環境中剝離。是一個強大易用的功能。
-- 最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51 的極限工作頻率是24M，就是說S51 具有更
高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。
-- 具有雙工UART 串列通道。
-- 內部集成看門狗計時器，不再需要像89C51 那樣外接看門狗計時器單元電路。
-- 雙數據指示器。
-- 電源關閉標識。
-- 全新的加密演算法，這使得對於89S51 的解密變為不可能，程序的保密性大大加強，這樣
就可以有效的保護知識產權不被侵犯。
-- 兼容性方面：向下完全兼容51 全部字系列產品。比如8051、89C51 等等早期MCS-51 兼
容產品。也就是說所有教科書、網路教程上的程序（不論教科書上採用的單片機是8051 還
是89C51 還是MCS-51 等等），在89S51 上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容。
引腳排列及功能
AT89S51/LS具有PDIP，TQFP和PLCC三種封裝形式。PDIP封裝的引腳排列如圖所示。
引腳功能如下：
--P0口——8位、開漏極、雙向I/O口。
P0口可作為通用I/O口，但必須外接上拉電阻；作為輸出口，每個引腳課吸收8個TTL的灌電流。作為輸入時，首先應將引腳置1。
P0口也可用作外部程序存儲器和數據存儲器是的低八位地址/數據匯流排的復用線。在該模式下，P0口含有內部上拉電阻。
在Flash編程時，Po口接受代碼數據；在編程校驗時，P0口輸出代碼位元組數據（需要外接上拉電阻）。
--P1口——8位、雙向I/O口、內部含有行拉電阻。
P1可作為普通I/O口。輸出緩沖器可驅動4個TTL負載；用作輸入時，先交引腳置1，有片內上拉電阻將其抬到高電平。P1口的引腳可由外部負載拉倒低電平，通過上拉電阻提供拉電流。
在Flash並行
編程和校驗時，P1口可輸入低位元組地址。
在串列編程和校驗時，P1.0/MOSI,P1.6/OSI和P1.7/SCK分別是串列數據輸入、輸出和移位脈沖引腳。
I/O具有內部拉電阻的8位雙向I/O。
P2口用作輸出口時，可驅動四個TTL負載；用作輸入口時，先將引腳置1，由內部上拉電阻將其提高到高電平。若負載為低電平，則通過內部上拉電阻向外輸出電流。
CPU訪問外部16位地址的存儲器時，P2口提供高8位的地址。當CPU用8位地址定址外部存儲器時，P2口為P2特殊功能寄存器內容。
在FLASH並行編程和校檢時，P2口可輸入高位元組地址和某些控制信號。
--P3口——局有內部上拉電阻8位雙向口。
P3口左忽出口時，輸出緩沖器可吸收4個TTL的灌電流；用作輸入口時，手先將引腳置1，有內部上拉電阻抬為高電平。若外部負載是低電平，則通過內部上拉電阻向外輸出電流。
在與FLASH並行編程和校檢時，P3口可輸入某些控制信號。
P3口除了通用I/O功能外，還有替代功能，如下表所示：
引腳
符號
說明
P3.0
RXD
串列口輸入
P3.1
TXD
串列口輸出
P3.2
INT0
外部中斷0
P3.3
INT1
外部中斷0
P3.4
T0
T0定時器的外部計數輸入
P3.5
T1
T1定時器的外部計數輸入
P3.6
WR
外部數據存儲器的寫選通
P3.7
RD
外部數據存儲器的讀選通
--ALE/PROG——地址鎖存允許/編程脈沖信號端。
在CPU訪問外部程序存儲器或者外部數據存儲器時，ALE提供一個地址鎖存信號，將低8位地址鎖存在騙外地址鎖存中。
在與FLASH並行編程時，該引腳也是編程負脈沖的輸入端。
在正常操作狀態下，該引腳埠輸出額定頻率的脈沖，其頻率為額定頻率的1/6，可做外部定時或者其它引發信號。應注意，CPU每次訪問外部數據存儲器時，都要丟失一個ALE脈沖。
如果需要，則通過將SFR(8EH)的第0位置1，可禁止ALE操作，但在使用MOVC或者MOVX指令時候，ALE仍有效。也就是說，ALE的禁止位不影響對外部存儲器的訪問。
--PSEN——外部程序存儲器讀選通信號，低電平有效。
當AT89S51/LS51執行來自外部程序存儲器指令代碼時候，PSEN每個機器周期兩次有效。在訪問外部數據存儲器時候，則無效
--EA/Vpp——外部程序存儲器允許。
當EA接地時，CPU只執行外程序存儲器的程序；當EA接Vcc時，CPU首先執行片內程序存儲器中的程序（0000H ——0FFFH），然後自動轉向執行片外程序存儲器中的程序（1000H——FFFFH）.
如果程序鎖定位LB1別編程（P），那麼EA值將在復位時有片內鎖存。
在與FLASH並行編程時，該引腳可介入12V的編程電壓Vpp.
--XTAL1和XTAL2——XTAL1是片內振盪器反相放大器和時鍾發生器的輸入端，XTAL2是片內振盪器反相放大器的輸出端。
--RST——復位輸入段，高電平有效。
在振盪器穩定有效運行狀態下，RST端維持兩個機器周期的高電平，便可復位器件，當看門狗定時器溢出輸出端時，該引腳將輸出長達98個震盪周期的高電平。
--Vcc—電源電壓輸入端。
--GND—電源地。
特殊功能存儲器
AT89S51/LS51的特殊功能存儲器
序號
地址
符號
復位值
說明
1
80H
P0
FFH
P0口鎖存器
2
81H
SP
07H
堆棧指針
3
82H
DP0L
00H
數據指針DPTR0低位元組
4
83H
DPoH
00H
數據指針DPTR0高位元組
5
84H
DP1L
00H
數據指針DPTR1低位元組
6
85H
DP1H
00H
數據指針DPTR1高位元組
7
87H
PCON
0XXX0000B
定時器控制計時器
9
89H
TMOD
00H
定時器模式寄存器
10
8AH
TL0
00H
定時器0低位元組
11
8BH
TL1
00H
定時器1低位元組
12
8CH
TH0
00H
定時器0高位元組
13
8DH
TH1
00H
定時器1高位元組
14
8EH
AUXR
XXX00XX0B
輔助寄存器
15
90H
P1
FFH
P1口鎖存器
16
98H
SCON
00H
串列口控制寄存器
17
99H
SBUF
XXXXXXXXB
串列口數據緩沖器
18
0AOH
P2
FFH
P2口鎖存器
19
OA2H
AUXR1
XXXX XXX0B
輔助寄存器1
20
0A6H
WDTRST
XXXX XXXXB
WDT復位寄存器
21
0A8H
IE
0XX00000B
中斷允許寄存器
22
0BOH
P3
FFH
P3口鎖存器
23
0B8H
IP
XX00000B
中斷優先寄存器
24
0D0H
PSW
00H
程序狀態字
25
0E0H
ACC
OOH
累加器
26
0FOH
B
00H
B寄存器
電源斷電標志POF
POF是PCON.4位。電源上電時，POF置1，POF位可用軟體置位與清零。復位不影響POF位值。
終端和中斷寄存器
AT89S51/LS51含有6個中斷源，5個中斷矢量（中斷服務程序入口地址），如圖：
圖中定時器0和定時器1的中斷標志TF0和TF1是在每個機器周期的S5P2時刻設置（當溢出時）的，然後在下個機器周期由片內線路查詢。
沒個中斷源都可單獨地通過設定或清除特殊功能存儲器IE中某一位來允許/禁止，IE內含一個中斷總控制位EA，可允許/禁止所有中斷。
IE各位功能如下：
IE 地址=A8H 復位值=0XX0 0000B
可以定址位
MSB LSB
位地址
AFH
AEH
ADH
ACH
ABH
AAH
A9H
A8H
位符號
EA
—
—
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
每位置1表示允許中斷，每位清0表示禁止中斷。
其中：
EA 中斷總控制位。EA=0，禁止所有中斷；EA=1，每個中斷是否允許還取決於其它各中斷的控制位。
ES 串列口串列中斷允許位。
ET1 定時器1中斷允許位。
EX1 外部中斷1中斷允許位。
ET0 定時器0中斷允許位。
EX0 外部中斷0中斷允許位。
㈣ AT89S51單片機是什麼單片機
AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件採用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術製造，兼容標准MCS-51指令系統及80C51引腳結構，晶元內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。 AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內程序存儲器，128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優先順序2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串列通信口，看門狗（WDT）電路，片內時鍾振盪器。 此外，AT89S51設計和配置了振盪頻率可為0Hz並可通過軟體設置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數器，串列口，外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振盪器而保存RAM的數據，停止晶元其它功能直至外中斷激活或硬體復位。同時該晶元還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。 1．主要特性： • 8031 CPU與MCS-51 兼容 • 4K位元組可編程FLASH存儲器(壽命：1000寫/擦循環) • 全靜態工作：0Hz-33MHz • 三級程序存儲器保密鎖定 • 128*8位內部RAM • 32條可編程I/O線 • 兩個16位定時器/計數器 • 6個中斷源 • 可編程串列通道 • 低功耗的閑置和掉電模式 • 片內振盪器和時鍾電路 2．管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用於外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1後，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由於內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫「1」時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。並因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由於內部上拉的緣故。P2口當用於外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址「1」時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入「1」後，它們被內部上拉為高電平，並用作輸入。作為輸入，由於外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由於上拉的緣故。 P3.0 RXD（串列輸入口） P3.1 TXD（串列輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數據存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數據存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 I/O口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀埠與讀引腳。讀埠時實際上並不從外部讀入數據，而是把埠鎖存器的內容讀入到內部匯流排，經過某種運算或變換後再寫回到埠鎖存器。只有讀埠時才真正地把外部的數據讀入到內部匯流排。上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據不同的指令分別發出讀埠或讀引腳信號以完成不同的操作。這是由硬體自動完成的，不需要我們操心，1然後再實行讀引腳操作，否則就可能讀入出錯，為什麼看上面的圖，如果不對埠置1埠鎖存器原來的狀態有可能為0Q端為0Q^為1加到場效應管柵極的信號為1，該場效應管就導通對地呈現低阻抗，此時即使引腳上輸入的信號為1，也會因埠的低阻抗而使信號變低使得外加的1信號讀入後不一定是1。若先執行置1操作，則可以使場效應管截止引腳信號直接加到三態緩沖器中實現正確的讀入，由於在輸入操作時還必須附加一個准備動作，所以這類I/O口被稱為准雙向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時都是准雙向口。接下來讓我們再看另一個問題，從圖中可以看出這四個埠還有一個差別，除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能。 RST：復位輸入。當振盪器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用於鎖存地址的地位位元組。在FLASH編程期間，此引腳用於輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振盪器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用於定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。 /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用於施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振盪放大器的輸入及內部時鍾工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振盪器的輸出。 AT89SXX系列單片機實現了ISP下載功能，故而取代了89CXX系列的下載方式，也是因為這樣，ATMEL公司已經停止生產89CXX系列的單片機，現在市面上的AT89CXX多是停產前的庫存產品。