單片微處理器STC89C51

概述：STC89C51系列單片機(jī)是從引腳到內(nèi)核都完全兼容標(biāo)準(zhǔn)8051的單片機(jī)，有PDIP-40、PLCC-44、PQFP-44三種封裝形式(見圖1)。STC89C51/52/53/54/55/58/516芯片分別含有4K／8K/15K/16K/20K/32K/64K字節(jié)FLASHROM供用戶編程使用。除了內(nèi)含F(xiàn)LASHROM容量的不同外，STC89C系列單片機(jī)還分成STC89C5xRC/RD+(VCC為5V)、S17C89LE5xRC/RD+(VCC為3.3V)、STC89LE5xAD(VCC為3.3V，帶8位A/D轉(zhuǎn)換電路)等型號。其中51/52/53型號后綴為RC，表明片內(nèi)集成了512字節(jié)RAM。54/58/516型號后綴為RD+，表明片內(nèi)集成了1280字節(jié)RAM。后綴為AD則表明片內(nèi)集成了A/D轉(zhuǎn)換電路和512字節(jié)RAM?！　TC89C系列單片機(jī)是高速/低功耗的新一代8051單片機(jī)，最高工作頻率可分別達(dá)到25MHz～50MHz，具體在芯片上的型號名稱后以“-XX”標(biāo)注。STC89C系列單片機(jī)有較寬的工作電壓，5V型號的可工作于3.4V～6.0V，3.3V型號的可工作于2.0V～4.0V(ISP/IAP操作時(shí)對電壓要求會稍嚴(yán))。正常工作模式下的典型耗電為4mA～7mA，空閑模式為2mA，掉電模式’(可由外部中斷喚醒)下則小于0.1μA。
　　此外，STC89C系列單片機(jī)在完全兼容8052芯片(在標(biāo)準(zhǔn)8051基礎(chǔ)上增加了T2定時(shí)器和128字節(jié)內(nèi)部RAM)的基礎(chǔ)上，新增了許多實(shí)用功能。

一、STC89C51引腳功能

二、STC89C51新增功能及使用方法
　　一、ISP與IAP編程方式
STC89C系列單片機(jī)芯片內(nèi)置了ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程)功能，無需專用編程器即可通過串口(P3.0/P3.1)用STC提供的STC-ISP.exe軟件進(jìn)行燒錄。
　　新出廠的STC89C51系列單片機(jī)芯片，已經(jīng)設(shè)置為單片機(jī)徹底放電后再復(fù)位，即會先進(jìn)行ISP監(jiān)控。當(dāng)單片機(jī)檢測到P3.0/RxD引腳有合法的下載命令流時(shí)，就會先將用戶程序下載并燒錄到用戶程序區(qū)，再運(yùn)行用戶程序，否則軟復(fù)位到用戶程序區(qū)，運(yùn)行用戶程序。在進(jìn)行ISP燒錄時(shí)，可以選擇下次冷啟動時(shí)是依舊先進(jìn)行ISP監(jiān)控，還是需要P1.0和P1.1引腳同時(shí)為0才進(jìn)行ISP監(jiān)控，否則跳過ISP監(jiān)控直接運(yùn)行用戶程序(見圖)。
　　二．6時(shí)鐘，機(jī)器周期模式
標(biāo)準(zhǔn)的8051每個(gè)機(jī)器周期為12時(shí)鐘。增強(qiáng)型的STC89C系列單片機(jī)在進(jìn)行ISP燒錄程序時(shí)，可以設(shè)置為6時(shí)鐘/機(jī)器周期(雙倍速)或12時(shí)鐘/機(jī)器周期工作模式.
　　6時(shí)鐘/機(jī)器周期(雙倍速)工作模式下，定時(shí)器的計(jì)數(shù)速度會加倍，相應(yīng)的12時(shí)鐘/機(jī)器周期模式下的串口波特率也會加倍，因此單片機(jī)使用的最高的波特率可以提高一倍。
　　三．降低簟片機(jī)對外部電磁輻射
通過設(shè)置6時(shí)鐘/機(jī)器周期．(雙倍速)，可以將外接晶振頻率降低一半，能有效降低對外部電磁輻射(EMI)。
　　更重要的是，STC89C系列單片機(jī)可以關(guān)閉ALE輸出，最有效地降低EMI。
　　通過將ALEoff位(AUXR.0)置1，可以使ALE引腳僅在讀取外接存儲器時(shí)才有變化電平輸出，從而降低對外部電磁輻射。

　　四、內(nèi)部擴(kuò)展RAM
STC89C系列單片機(jī)中的51/52/53(RC系列)在原有8052共256字節(jié)RAM的基礎(chǔ)上，又?jǐn)U展了256字節(jié)RAM，共有512字節(jié)RAM(000H～1FFH)。54/58/516(RD+系列)則擴(kuò)展了1024字節(jié)RAM，共有1280字節(jié)RAM(000H～3FFH)。
　　通過設(shè)置EXTRAM位(見表1)，在使用MOVX@DPTR，A/MOVXA，@DPTR指令時(shí)，如訪問在內(nèi)部RAM范圍內(nèi)將會訪問到內(nèi)部RAM，超出此范圍才會訪問外部RAM。訪問內(nèi)部RAM時(shí)，不影響P0口/P2口/P3.6/P3.7。

　　需要注意的是，部分型號的AUXR是只寫寄存器，如果去讀，所讀出的數(shù)值將是不確定的。
　　五．雙DPTR數(shù)據(jù)指針
標(biāo)準(zhǔn)的8051只有一個(gè)16位的DPTR數(shù)據(jù)指針，這樣在進(jìn)行數(shù)據(jù)塊復(fù)制等動作時(shí)，必須對源地址指針和目標(biāo)地址指針進(jìn)行暫存，編程會非常麻煩。STC89C系列單片機(jī)內(nèi)有兩個(gè)DPTR數(shù)據(jù)指針DPTR0/DPTR1，可以通過設(shè)置DPS位(AUXR1.0)方便地選擇，DPS置0則選中DPTRO，置1則選中DPTR1。通過執(zhí)行INCAUXR1指令，能對DPS快速切換，并不影響AUXR1的高位。此用法與PHILIPS單片機(jī)完全一致。
　　六．?dāng)U晨P4口
從引腳圖上可以看出，PLCC-44、PQFP-44兩種封裝方式比PDIP-40多出的4個(gè)引腳在STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)上被做成了P4口(SFR地址為0E8H)，由P4.0～P4.3四條口線組成，使用方式上與原有I/0完全一致，可以位操作。
　　七、內(nèi)置看門狗電路
RC/RD+型號的STC89C系列單片機(jī)均內(nèi)置了看門狗電路。內(nèi)置看門狗由看門狗定時(shí)器控制寄存器WDT_CONTR(見表2)控制。
　　EN_WDT位(WDT_CONTR.5)為看門狗允許位，置1時(shí)即啟動看門狗。CLR_WDT位(WDT_CONTR.4)為看門狗清零位，置1則看門狗將重新計(jì)數(shù)，此位由硬件自動清零。IDLE_WDT位(WDTl_CONTR.3)為看門狗空閑模式位，當(dāng)置為1時(shí)，看門狗在“空閑模式”時(shí)繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)清零時(shí)，看門狗在“空閑模式”時(shí)不計(jì)數(shù)。PS2～PS0位(WDT_CONTR．2～0)用于設(shè)定看門狗溢出時(shí)間，看門狗溢出時(shí)間=(N×Pre-scale×32768)/晶振頻率。其中N為每個(gè)機(jī)器周期的時(shí)鐘數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)模式為12，雙倍速時(shí)為6。Pre-scale為PS2～PS0位所設(shè)定的預(yù)分頻值。

　　八.軟復(fù)位功能
STC89C系列單片機(jī)新增加的ISP_CONTR特殊功能寄存器(SFR地址為0E7H)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)系統(tǒng)軟復(fù)位(熱啟動之一)功能。用戶只需簡單地控制ISP_CONTR特殊功能寄存器的其中商位SWBS/SWRST就可以系統(tǒng)復(fù)位了。SWBS位(ISP_CONTR.6)選擇從用戶應(yīng)用程序區(qū)啟動(0)，還是從ISP程序區(qū)啟動(1)。要與SWRST位配合才可以實(shí)現(xiàn)，SWRST位(ISP_CONTR.5)置0則無操作，置1則實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位，硬件自動清零。軟復(fù)位與硬件復(fù)位一樣，所有的特殊功能寄存器都會復(fù)位到初始值，I/O口也會初始化。
　　九．帶A/D功能的89LE系列
STC89LE51/52/54/58/516AD型號均內(nèi)帶一個(gè)8位精度的高速A/D轉(zhuǎn)換器，擴(kuò)展RAM均為256字節(jié)(共512字節(jié)，僅能用MOVXA，@Ri/MOVXA，@Ri指令訪問)，不能設(shè)置6時(shí)鐘/機(jī)器周期(雙倍速)模式，其余均與前幾部分相同。另有一款STC89LE516X2，比STC89LE516AD增加6時(shí)鐘/機(jī)器周期(雙倍速)模式。A/D轉(zhuǎn)換器為電壓輸入型，可做按鍵掃描、電池電壓檢測、頻譜檢測等。
　　STC89LE516AD/X2系列允許將P1.0～P1.7作為A/D口使用，P1_ADC_EN特殊功能寄存器(SFR地址為097H)作為A/D轉(zhuǎn)換輸入通道允許控制，相應(yīng)位為“1”時(shí)，對應(yīng)的P1．x口被允許作為A/D轉(zhuǎn)換使用，內(nèi)部上拉電阻自動斷開。
　　十．性價(jià)比
目前，STC89C51/52/53RC報(bào)價(jià)分別為5.7/6.7/9元，STC89C54/58/516RD+報(bào)價(jià)11/15/17元，STC89LE54/58/516AD報(bào)價(jià)分別為11/12.5/14元。與市面上類似的芯片相比，有較高的性價(jià)比。

三、STC89C516RD+的外圍電路