单片微处理器STC89C51

概述：STC89C51系列单片机是从引脚到内核都完全兼容标准8051的单片机，有PDIP-40、PLCC-44、PQFP-44三种封装形式(见图1)。STC89C51/52/53/54/55/58/516芯片分别含有4K／8K/15K/16K/20K/32K/64K字节FLASHROM供用户编程使用。除了内含FLASHROM容量的不同外，STC89C系列单片机还分成STC89C5xRC/RD+(VCC为5V)、S17C89LE5xRC/RD+(VCC为3.3V)、STC89LE5xAD(VCC为3.3V，带8位A/D转换电路)等型号。其中51/52/53型号后缀为RC，表明片内集成了512字节RAM。54/58/516型号后缀为RD+，表明片内集成了1280字节RAM。后缀为AD则表明片内集成了A/D转换电路和512字节RAM。　　STC89C系列单片机是高速/低功耗的新一代8051单片机，最高工作频率可分别达到25MHz～50MHz，具体在芯片上的型号名称后以“-XX”标注。STC89C系列单片机有较宽的工作电压，5V型号的可工作于3.4V～6.0V，3.3V型号的可工作于2.0V～4.0V(ISP/IAP操作时对电压要求会稍严)。正常工作模式下的典型耗电为4mA～7mA，空闲模式为2mA，掉电模式’(可由外部中断唤醒)下则小于0.1μA。
　　此外，STC89C系列单片机在完全兼容8052芯片(在标准8051基础上增加了T2定时器和128字节内部RAM)的基础上，新增了许多实用功能。

一、STC89C51引脚功能

二、STC89C51新增功能及使用方法
　　一、ISP与IAP编程方式
STC89C系列单片机芯片内置了ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程)功能，无需专用编程器即可通过串口(P3.0/P3.1)用STC提供的STC-ISP.exe软件进行烧录。
　　新出厂的STC89C51系列单片机芯片，已经设置为单片机彻底放电后再复位，即会先进行ISP监控。当单片机检测到P3.0/RxD引脚有合法的下载命令流时，就会先将用户程序下载并烧录到用户程序区，再运行用户程序，否则软复位到用户程序区，运行用户程序。在进行ISP烧录时，可以选择下次冷启动时是依旧先进行ISP监控，还是需要P1.0和P1.1引脚同时为0才进行ISP监控，否则跳过ISP监控直接运行用户程序(见图)。
　　二．6时钟，机器周期模式
标准的8051每个机器周期为12时钟。增强型的STC89C系列单片机在进行ISP烧录程序时，可以设置为6时钟/机器周期(双倍速)或12时钟/机器周期工作模式.
　　6时钟/机器周期(双倍速)工作模式下，定时器的计数速度会加倍，相应的12时钟/机器周期模式下的串口波特率也会加倍，因此单片机使用的最高的波特率可以提高一倍。
　　三．降低簟片机对外部电磁辐射
通过设置6时钟/机器周期．(双倍速)，可以将外接晶振频率降低一半，能有效降低对外部电磁辐射(EMI)。
　　更重要的是，STC89C系列单片机可以关闭ALE输出，最有效地降低EMI。
　　通过将ALEoff位(AUXR.0)置1，可以使ALE引脚仅在读取外接存储器时才有变化电平输出，从而降低对外部电磁辐射。

　　四、内部扩展RAM
STC89C系列单片机中的51/52/53(RC系列)在原有8052共256字节RAM的基础上，又扩展了256字节RAM，共有512字节RAM(000H～1FFH)。54/58/516(RD+系列)则扩展了1024字节RAM，共有1280字节RAM(000H～3FFH)。
　　通过设置EXTRAM位(见表1)，在使用MOVX@DPTR，A/MOVXA，@DPTR指令时，如访问在内部RAM范围内将会访问到内部RAM，超出此范围才会访问外部RAM。访问内部RAM时，不影响P0口/P2口/P3.6/P3.7。

　　需要注意的是，部分型号的AUXR是只写寄存器，如果去读，所读出的数值将是不确定的。
　　五．双DPTR数据指针
标准的8051只有一个16位的DPTR数据指针，这样在进行数据块复制等动作时，必须对源地址指针和目标地址指针进行暂存，编程会非常麻烦。STC89C系列单片机内有两个DPTR数据指针DPTR0/DPTR1，可以通过设置DPS位(AUXR1.0)方便地选择，DPS置0则选中DPTRO，置1则选中DPTR1。通过执行INCAUXR1指令，能对DPS快速切换，并不影响AUXR1的高位。此用法与PHILIPS单片机完全一致。
　　六．扩晨P4口
从引脚图上可以看出，PLCC-44、PQFP-44两种封装方式比PDIP-40多出的4个引脚在STC89C51RC/RD+系列单片机上被做成了P4口(SFR地址为0E8H)，由P4.0～P4.3四条口线组成，使用方式上与原有I/0完全一致，可以位操作。
　　七、内置看门狗电路
RC/RD+型号的STC89C系列单片机均内置了看门狗电路。内置看门狗由看门狗定时器控制寄存器WDT_CONTR(见表2)控制。
　　EN_WDT位(WDT_CONTR.5)为看门狗允许位，置1时即启动看门狗。CLR_WDT位(WDT_CONTR.4)为看门狗清零位，置1则看门狗将重新计数，此位由硬件自动清零。IDLE_WDT位(WDTl_CONTR.3)为看门狗空闲模式位，当置为1时，看门狗在“空闲模式”时继续计数，当清零时，看门狗在“空闲模式”时不计数。PS2～PS0位(WDT_CONTR．2～0)用于设定看门狗溢出时间，看门狗溢出时间=(N×Pre-scale×32768)/晶振频率。其中N为每个机器周期的时钟数，标准模式为12，双倍速时为6。Pre-scale为PS2～PS0位所设定的预分频值。

　　八.软复位功能
STC89C系列单片机新增加的ISP_CONTR特殊功能寄存器(SFR地址为0E7H)，实现了单片机系统软复位(热启动之一)功能。用户只需简单地控制ISP_CONTR特殊功能寄存器的其中商位SWBS/SWRST就可以系统复位了。SWBS位(ISP_CONTR.6)选择从用户应用程序区启动(0)，还是从ISP程序区启动(1)。要与SWRST位配合才可以实现，SWRST位(ISP_CONTR.5)置0则无操作，置1则实现系统复位，硬件自动清零。软复位与硬件复位一样，所有的特殊功能寄存器都会复位到初始值，I/O口也会初始化。
　　九．带A/D功能的89LE系列
STC89LE51/52/54/58/516AD型号均内带一个8位精度的高速A/D转换器，扩展RAM均为256字节(共512字节，仅能用MOVXA，@Ri/MOVXA，@Ri指令访问)，不能设置6时钟/机器周期(双倍速)模式，其余均与前几部分相同。另有一款STC89LE516X2，比STC89LE516AD增加6时钟/机器周期(双倍速)模式。A/D转换器为电压输入型，可做按键扫描、电池电压检测、频谱检测等。
　　STC89LE516AD/X2系列允许将P1.0～P1.7作为A/D口使用，P1_ADC_EN特殊功能寄存器(SFR地址为097H)作为A/D转换输入通道允许控制，相应位为“1”时，对应的P1．x口被允许作为A/D转换使用，内部上拉电阻自动断开。
　　十．性价比
目前，STC89C51/52/53RC报价分别为5.7/6.7/9元，STC89C54/58/516RD+报价11/15/17元，STC89LE54/58/516AD报价分别为11/12.5/14元。与市面上类似的芯片相比，有较高的性价比。

三、STC89C516RD+的外围电路