自动窗帘的设计
3 AT89S51单片机概述
3.1 AT89S51单片机简介
单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），简称单片机。就是将微处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、总线、中断系统、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。由于单片机的重要应用领域为智能化电子产品，一般需要嵌入仪器设备内，故又称嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller）。
单片机的主要特点如下： (1)可靠性高 (2)便于扩展 (3)控制功能更强 (4)低电压、低功耗 (5)片内存储容量较小
单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，单片机的诞生标志着计算机正式形成了计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机作为最经典的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。
3.2 AT89S51单片机的硬件结构及引脚
3.2.1 AT89S51单片机的内部结构
AT89S51单片机包含CPU、存储器（包括RAM和ROM）、I/O接口、定时/计数器、中断系统等几大单元。其结构框图如图3-1所示。
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图3-1 单片机的内部结构框图
AT89S51单片机的内部结构原理图如图3-2所示。
图3-2 单片机的内部结构原理图
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（1）中央处理器（CPU）
1）8位CPU，能够进行布尔处理。 2）内部时钟电路。 3）总线控制逻辑。
（2）内部存储器系统
1）4KB程序存储器(ROM/EPROM/Flash),可外扩至64KB。 2）128B的数据存储器,可外扩至64KB。 （3）I/O接口及中断、定时部件 1）4个8位并行I/O接口。
2）5个中断源的中断系统，2级优先。 3）2个16位定时器/计数器。
3.2.2 AT89S51单片机的外部引脚
AT89S51单片机有40个引脚，分为端口线、电源线和控制线三类。如图3-3所示，是DIP封装的MCS-51单片机的引脚图。
图3-3 单片机引脚图
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3.2.3 AT89S51单片机的时钟电路及时钟信号
时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏。CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。AT89S51单片机的时钟信号可以有两种方式产生：一种是内部方式，利用芯片内部的震荡电路，产生时钟信号，如图3-4图（a）所示；另一种为外部方式，时钟信号有外部引入，如图3-4图（b）所示，它一般适用于多片单片机同时工作时使用同一时钟信号以保证单片机的工作同步。
图3-4 单片机时钟电路
单片机的时钟信号分为晶振周期、时钟周期、机器周期和指令周期。
（1） 晶振周期。振荡电路产生的脉冲信号的周期，是最小的时序单位，用P来表示。
（2） 时钟周期。把2个晶振周期称为S状态，即时钟周期。通常包括两个节拍P1和P2。
（3） 机器周期。把12个晶振周期称为机器周期，用Tcy表示。
（4）指令周期。执行指令所需的时间。一般为1个机器周期或2个机器周期或4个机器周期。
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