AT89C52單片機介紹

1AT89C52原理圖及結構框圖

1.1 原理圖

1.2 AT89C52 結構框圖

1.2.1 8 位 CPU

1.2.2 存儲器

1.2.3 I/O 端口

1.2.4 定時器 / 計數器

1.2.5 串行通信接口?

1.2.6 中斷系統

1.2.7 時鐘與復位

1.2.8 總線結構?

1.2.9 特殊功能寄存器區?

2 AT89C52引腳介紹(PDIP)

3AT89C52使用要點

4AT89C52的存儲結構

4.1程序存儲器（ROM/Flash）——放代碼

4.2數據存儲器（RAM）—— 放變量/堆棧

4.3特殊功能寄存器（SFR）—— 控外設

4.4地址映射總覽

4.5使用小貼士

5定時器 / 計數器

5.1 共性部分

5.2 T0、T1 的 4 種工作模式（M1:M0 決定）

5.3 T2 的專用特性（8052 獨有）

5.4 小結

6 中斷系統

6.1 中斷源一覽

6.2 控制寄存器

6.3 優先級與嵌套規則?

6.4 外部中斷細節

6.5定時器中斷?

6.6串行口中斷

6.7 中斷響應流程（精簡記憶版）?

6.8 使用技巧?

概述：文章摘要：AT89C52是一款基于8051內核的8位單片機，包含8KB Flash程序存儲器、256B RAM、3個定時器/計數器、全雙工串口和8個中斷源。其40引腳PDIP封裝提供32個可編程I/O口，支持多種外設控制。存儲結構分為程序存儲器（8KB片內Flash）、數據存儲器（128B通用RAM+128B SFR）和可擴展64KB片外RAM。定時器/計數器包含T0/T1的4種工作模式和T2的增強功能（捕獲/自動重裝）。中斷系統支持6個中斷向量和2級優先級管理。使用需注意P0口上拉電阻、晶振選型和存儲空間分配等要點。

1AT89C52原理圖及結構框圖

1.1 原理圖

如上圖所示，AT89C52 單片機有 PDIP（雙列直插式封裝）、PQFP/TQFP（塑料四方扁平封裝）和 PLCC（塑料有引線芯片載體封裝）三種封裝形式，以適應不同產品的需求。PDIP 封裝便于手工焊接與調試，適用于實驗開發與小批量生產；PQFP/TQFP 封裝具有引腳間距小、集成度高的特點，適合對體積要求嚴格的產品；PLCC 封裝則在電氣性能與散熱方面表現出色，常用于對性能要求較高的工業級產品。

1.2 AT89C52 結構框圖

1.2.1 8 位 CPU

?? ALU、累加器 A、程序計數器 PC、堆棧指針 SP、指令寄存器 IR 等

1.2.2 存儲器

?? 8 KB Flash ROM（程序存儲器）?

?? 256 B RAM（128 B 通用 + 128 B 可位尋址）

1.2.3 I/O 端口

?? 32 條可編程 I/O 線：P0～P3 四個 8 位端口

1.2.4 定時器 / 計數器

??? 3 個 16 位可編程定時/計數器 T0、T1、T2

1.2.5 串行通信接口?

?? 全雙工 UART（串口）

1.2.6 中斷系統

??? 8 個中斷源、6 個中斷向量、2 級優先級

1.2.7 時鐘與復位

?? 片內振蕩器及時鐘電路（XTAL1、XTAL2）?

?? 上電/手動復位邏輯（RST）

1.2.8 總線結構?

??? 內部 8-bit 數據總線?

?? 16-bit 地址總線（P0、P2 復用）?

?? PSEN、ALE、EA 等控制總線

1.2.9 特殊功能寄存器區?

?? 控制/狀態寄存器：TCON、TMOD、SCON、PCON、IE、IP 等

以上模塊通過內部數據總線和地址總線互連，構成典型的 8051 內核微控制器。

2 AT89C52引腳介紹(PDIP)

AT89C52（40引腳PDIP封裝）各引腳功能一覽表

引腳號	引腳名	功能說明（第一功能 / 第二功能）
1	P1.0	口線 P1.0；T2（定時器 2 外部計數輸入）
2	P1.1	口線 P1.1；T2EX（定時器 2 捕獲/重裝觸發）
3	P1.2	口線 P1.2；普通 I/O
4	P1.3	口線 P1.3；普通 I/O
5	P1.4	口線 P1.4；普通 I/O
6	P1.5	口線 P1.5；普通 I/O
7	P1.6	口線 P1.6；普通 I/O
8	P1.7	口線 P1.7；普通 I/O
9	RST	復位輸入；高電平 ≥2 個機器周期復位 MCU
10	P3.0	口線 P3.0；RXD（串口數據輸入）
11	P3.1	口線 P3.1；TXD（串口數據輸出）
12	P3.2	口線 P3.2；/INT0（外部中斷 0）
13	P3.3	口線 P3.3；/INT1（外部中斷 1）
14	P3.4	口線 P3.4；T0（定時器 0 外部計數輸入）
15	P3.5	口線 P3.5；T1（定時器 1 外部計數輸入）
16	P3.6	口線 P3.6；/WR（外部 RAM 寫選通）
17	P3.7	口線 P3.7；/RD（外部 RAM 讀選通）
18	XTAL2	晶振輸出端（接晶振一端或外部時鐘輸入反相端）
19	XTAL1	晶振輸入端（接晶振另一端）
20	GND	地
21	P2.0	口線 P2.0；A8（高 8 位地址總線位 8）
22	P2.1	口線 P2.1；A9
23	P2.2	口線 P2.2；A10
24	P2.3	口線 P2.3；A11
25	P2.4	口線 P2.4；A12
26	P2.5	口線 P2.5；A13
27	P2.6	口線 P2.6；A14
28	P2.7	口線 P2.7；A15
29	/PSEN	程序存儲器讀選通（外部取指時為低電平）
30	ALE	地址鎖存允許；平時輸出 fosc/6 脈沖，可關閉
31	/EA	外部訪問使能；低電平時強制訪問外部程序存儲器；高電平時訪問內部 Flash
32	P0.7	口線 P0.7；AD7（地址/數據總線位 7，需外加上拉電阻）
33	P0.6	口線 P0.6；AD6
34	P0.5	口線 P0.5；AD5
35	P0.4	口線 P0.4；AD4
36	P0.3	口線 P0.3；AD3
37	P0.2	口線 P0.2；AD2
38	P0.1	口線 P0.1；AD1
39	P0.0	口線 P0.0；AD0
40	VCC	+5 V 電源

3AT89C52使用要點

1 P0 口做普通 I/O 時需外加上拉電阻（≈10 kΩ）。

2 ALE、/PSEN、/EA 在僅使用片內 Flash 時可固定接法：
/EA → VCC
ALE、/PSEN 可懸空或保留測試點。

3晶振典型值 11.0592 MHz（便于串口波特率整除），兩引腳加 30 pF 負載電容到地。

4AT89C52的存儲結構

AT89C52的存儲結構=“三大塊 + 可選擴展”

4.1程序存儲器（ROM/Flash）——放代碼

片內：8 KB（= 8×1024 B）閃存，地址 0000h～1FFFh

掉電不丟失，可重復擦寫>1000 次

由 /EA 引腳決定片內/片外取指：?

/EA = 1——>先片內 8 KB，超過 1FFFh 自動跳到片外?

/EA = 0——>強制全部從片外 0000h 開始取指?

片外：最大可擴到 64 KB（0000h～FFFFh）

通過P0（AD0～AD7）+ P2（A8～A15）+ /PSEN 選通并行總線

4.2數據存儲器（RAM）—— 放變量/堆棧

1.片內 RAM 256 B（地址 00h～FFh）

?? ├─ 低 128 B（00h～7Fh）?

?? │?? ├─ 00h～1Fh：4 組工作寄存器 R0～R7（RS0/RS1 選擇）?

?? │?? ├─ 20h～2Fh：位尋址區（16 B×8 bit = 128 可位尋址位）?

?? │?? └─ 30h～7Fh：通用 RAM（函數局部變量、堆棧默認從此開始）?

?? └─ 高 128 B（80h～FFh）?

?????? └─ 特殊功能寄存器區 SFR（與 RAM 統一編址，但用直接尋址訪問）?

????????? 例：P0=80h, SP=81h, DPL=82h, DPH=83h, TCON=88h ……?

2. 片外數據 RAM（可選）?

?? 獨立 64 KB 空間（0000h～FFFFh）?

?? 通過 P0 + P2 + /RD、/WR 選通，與程序空間并行但物理隔離?

?? C 語言用關鍵字 `xdata` 訪問：`unsigned char xdata buf[512];`

4.3特殊功能寄存器（SFR）—— 控外設

占用了片內 RAM 高 128 B 的地址 80h～FFh；常用的有?

端口：P0～P3?

定時器：TMOD, TCON, TL0/TH0, TL1/TH1, T2CON, RCAP2L/H?

串口：SCON, SBUF, PCON?

中斷：IE, IP?

統：SP, DPL, DPH, AUXR, WDTRST ……

4.4地址映射總覽

存儲區域	地址范圍	說明
片內 Flash ROM	0000h～1FFFh	8 KB 程序代碼（默認）
片外 Flash/EPROM	2000h～FFFFh	可選擴展，最多 56 KB
片內 RAM	00h～7Fh	128 B 通用/位/寄存器區
SFR	80h～FFh	128 B 特殊寄存器
片外 XRAM	0000h～FFFFh	可選擴展，最大 64 KB

4.5使用小貼士

1. 片內 8 KB Flash 足夠中小項目，無需外擴程序存儲器；?

?? 若 /EA = 1，代碼超過 8 KB 會自動到片外，無需手動切換。?

2. 堆棧默認在片內 RAM 07Fh 向上增長；如用片外 XRAM，需手動改 SP。?

3. 無內部 EEPROM；如需掉電數據保存，外掛 24C02 等 I2C EEPROM 最方便。

5定時器 / 計數器

AT89C52內部共有3個16位可編程定時/計數器：T0、T1 和 T2。它們都以“計數源→16 位加法計數器→溢出標志→中斷/硬件事件”這一基本鏈路工作，但在計數源選擇、工作模式、重裝方式及附加功能上各有差異。下面按“共性-差異”方式概述其工作原理。

5.1 共性部分

1. 核心：16 位 THn+TLn 加法計數器（n = 0,1,2）。?

2. 計數源：?

?? 內部 fOSC/12（定時方式，C/T=0）?

?? 外部 Tn 引腳負跳變（計數方式，C/T=1）?

3. 溢出：FFFFH→0000H 時置位 TFx 標志，可請求中斷。?

4. 啟停：由 TRn 位（TCON 或 T2CON 中）控制。?

5. 讀寫：通過專用寄存器 THn/TLn 訪問，均為 8 位，需分兩次完成。

5.2 T0、T1 的 4 種工作模式（M1:M0 決定）

00? 模式0：13 位（THn 高 8 位 + TLn 低 5 位），已淘汰。?

01? 模式1：16 位，一次計數，溢出后需軟件重裝初值。?

10? 模式2：8 位自動重裝，TLn 計數，THn 存重裝值。?

11? 模式3：T0 分裂為兩個 8 位定時器，T1 停止計數（僅作波特率發生器）。?

5.3 T2 的專用特性（8052 獨有）

1. 計數器：TH2+TL2 仍為 16 位。?

2. 捕獲/自動重裝：?

?? 由 T2CON 中 CP/RL2 位決定。?

CP/RL2=1：捕獲方式。當 T2EX（P1.1）出現負跳變時，把當前 TH2/TL2 鎖存到 RCAP2H/RCAP2L，并置 EXF2 標志。?

CP/RL2=0：自動重裝方式。溢出時將 RCAP2H/RCAP2L 預存值裝入 TH2/TL2，并置 TF2。

3. 計數源擴展：除 fOSC/12、T2(P1.0) 外，還可選“向下計數”模式（由 DCEN 位允許），實現可逆計數。?

4. 時鐘輸出：置 T2OE=1 時，T2 引腳可輸出 fOSC/24/(65536-初值) 的方波。?

5. 中斷：TF2（溢出）和 EXF2（捕獲/外部重載）共用中斷向量 5。?

5.4 小結

T0、T1：經典 8051 定時器，模式簡單，常用來產生延時、波特率或外部事件計數。?

T2：8052 增強定時器，帶捕獲/自動重裝、可選向下計數、時鐘輸出，適合更復雜的定時需求（如脈沖寬度測量、可編程時鐘產生）。

6 中斷系統

AT89C52的中斷系統=“6 組固定中斷向量 + 1 組共用中斷向量 + 2 級優先級管理”

6.1 中斷源一覽

編號	向量地址	標志位	源/功能	觸發方式
0	0003H	IE0	外部中斷 0 (INT0)	低電平 / 下降沿
1	000BH	TF0	定時器 0 溢出	內部計數溢出
2	0013H	IE1	外部中斷 1 (INT1)	低電平 / 下降沿
3	001BH	TF1	定時器 1 溢出	內部計數溢出
4	0023H	RI/TI	串行口 (UART)	收完/發完 1 字節
5	002BH	TF2+EXF2	定時器 2	溢出或捕獲/重載