89C51单片机内部结构深度解析

89C51单片机内部结构深度解析一：单片机内部资源ROM/RAM/CLOCK/RST

 

8位CPU：和32位处理器的意思一样，计算机中的位数指的是CPU一次能处理的最大位数。32位计算机的CPU一次最多能处理32位数据，同理，8位的CPU意味着89C51单片机只能够处理8位的数据。

 

4K ROM：4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory），主要用来存放程序和表格常数，地址是0000H~0FFFH，总线地址的宽度为16位，因此片内ROM最大为2^16次方=64K，片外的ROM最大也是64K，片内片外的ROM采用统一编址的方式。即：

EA=1：先从片内0000H处取地址执行，如果超出4K最大地址0FFFH时，此时自动访问片外ROM，采用统一编址即片外的ROM的地址空间接着片内ROM的地址空间，即1000H~FFFFH（此时片外ROM为64K-4K=60K）。

EA=0：直接从片外程序执行，即0000H~FFFFH，不执行片内ROM程序，此时外部ROM为64K。

 

256B RAM：随机动态存储器，掉电后内容消失。主要用来存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓存。256B主要包括两部分：

第一部分：128B的随机动态存储器，其中又分为96B的真正的RAM和32B的工作寄存器，地址为00H~7FH；

第二部分：128B的SFR，主要是21个SFR，地址为80H~FFH

 

时钟频率：全静态工作：0Hz-24MHz，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。由于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。

 

复位功能：RST：复位输入。当复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间，也就是12个时钟周期。

机器周期=6*状态周期=6*（2*时钟周期），以12Mhz为实例，

时钟周期=振荡周期=1/12Mhz=1/12 uS;则机器周期=1uS。因此复位时间要超过1uS。

 

89C51单片机内部结构深度解析二：单片机I/O资源 

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。一个TTL门电流为16mA，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/地址的低八位。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。

 

P1口：P1口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口作为低八位地址接收。

 

P2口：P2口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。

 

P3口：P3口管脚是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：

口管脚 备选功能

P3.0 RXD（串行输入口）

P3.1 TXD（串行输出口）

P3.2 /INT0（外部中断0）

P3.3 /INT1（外部中断1）

P3.4 T0（记时器0外部输入）

P3.5 T1（记时器1外部输入）

P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）

P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

89C51单片机内部结构深度解析三：单片机RAM地址空间

单片机的工作寄存器：00H~1FH
单片机在工作时需要处理大量的数据，这些数据有些要用来运算，有些要反复调用，有些用来比较检验，这时单片机就需要有这些位置暂时存放这些数据，以方便后面数据的处理，而单片机提供暂存数据的地方就是工作寄存器。工作寄存器有4组，每组都是8个工作寄存器R0~R7，通过PSW中的RS1、RS0两位来选择使用哪一组，如果不选，默认是选择第0组。
RS1RS0组合为00时，选中第0组工作寄存器，R0~R7地址为00H~07H；
RS1RS0组合为01时，选中第1组工作寄存器，R0~R7地址为08H~0FH；
RS1RS0组合为10时，选中第2组工作寄存器，R0~R7地址为10H~17H；
RS1RS0组合为11时，选中第3组工作寄存器，R0~R7地址为18H~1FH。
 
真正的RAM：20H~7FH
 
SFR：special function register，特殊功能寄存器的总称，是单片计算机中的一组特殊的临时存储区域，用于动态存放计算机运行过程的一些状态信息、并依此做相应的控制，总共21个。