【用 途】 单片微处理电路
【性能 参数】
40脚封装。P89C51系列单片机是飞利浦公司在兼容MCS-51内核结构的基础上对标准的MCS-51内核进行改进后推出的一个增强型MCS-51单片机系列。
在芯片型号命名上,P代表是Philips的产品,89代表芯片内带有非易失性Flash程序存储器(早期还有与Intel命名上一致的内置ROM/OTP的80系列和内置EPROM的87系列),C代表CMOS工艺制造。51/52/54/58代表芯片内Flash程序存储器的容量分别为4K/8K/16K//32K,还用后缀名区分为X2、Rx2等不同系列(Rx2系列用A/B/C/D代表Flash程序存储器的容量,见下文)。
P89C51系列是从引脚到内核都完全兼容标准8051的单片机,有40脚.DIP、44脚PLCC、44脚LQFP三种封装形式(见图1)。下面,先以P89C51系列单片机的子系列P89C51Rx2为例介绍其内核的增强功能,再介绍其他类似型号的特点。系列单片机主要分P89C51RA2/RB2,/RC2//RD2四种型号,内核完全相同,差别主要在于片内Flash闪存分别为8K/16K/32K/64K,其管脚排列与标准的8051完全兼容。但芯片内核较之8051有不少大的改进,下面就改进方面逐一介绍。
一、B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P89C51Rx2系列单片机可以设置工作模式为6时钟/机器周期(双倍速)或12时钟/机器周期。6时钟模式时工作频率为0到20MHz,12时钟模式时工作频率为0到33MHz。
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也可提高一倍。
二、片内硬件看门狗P89C51Rx2芯片内置了一个14位的硬件看门狗定时器。从而可以省去外接专用看门狗硬件,当然在不启动内置看门狗的情况下P89C51Rx2完全可以和普通8051单片机一样使用。
三.内部扩展RAMP89C51Rx2系列单片机中的RA2/RB2/RC2在原来8052标准内置256字节RAM的基础上,又扩展了256字节ERAM,共有512字节内置RAM。P89C51RD2则扩展了768字节ERAM,共有1024字节内置RAM。
四,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,P89C51Rx2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.O)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。
另外,P89C51Rx2系列单片机还通过限制引脚信号陕速切换时产生的过冲(对10ns内的上升、下降的摆率采取限制措施),来降低对外部的电磁辐射。
五.双帅数据指针标准的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。P89C51Rx2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DPTR0,置1则选中DPTR1。通过执行INCAUXR1指令,能对DPS陕速切换,并不影响AUXR1寄存器的高位。
AUXR寄存器(8EH)和AUXRl寄存器(A2H)是在8051标准内核基础上新增的特殊寄存器,已被多家51芯片厂商用于增强型51单片机产品中,已成为事实上增强型15单片机一个新的标志性标准。
六.ISP与IAP程方式可在线烧录ISP(In SystemProgramming)和可在应用烧录IAP(In ApplICation Programming)功能改变了单片机的固化程序升级需拔插单片机芯片,使用专用编程器进行烧录的麻烦方式,轻松实现在单片机系统电路板上对单片机芯片内固化的程序进行升级。
为了能够实现ISP和IAP功能,P89C51Rx2单片机芯片上内置了BootROM固件,固件中包含着用于擦除、烧录Flash闪存的多种子程序。另外,P89C51Rx2片内Flash闪存以4KB为一块,被分为大小一样的2/4/8/16块。当其中的一块或几块已经烧录着正在运行的程序时,可以对另外的闪存块进行擦除和烧录,完成后再将程序的入口地址设定为新烧录闪存块的首地址。从而实现了不需拔插芯片而对单片机芯片固化程序进行升级。
采用ISP方式烧录程序时,只需用三根串口连线如左图所示方式连接到计算机RS232接口,并在计算机上运行飞利浦系列单片机专用的ISP软件FlashMagic,即可实现对单片机芯片内Flash闪存的擦除、烧录、加密等动作。除了可以用ISP方式烧录程序,P89C51Rx21还可以通过调用在芯片内提供的Boot ROM固件里用于擦除、烧录Flash闪存的子程序,对当前运行程序块以外的Flash闪存块进行编程。
这一编程方式被称为IAP功能。
七、ONCE模式ONCE(在线仿真)模式可以实现对系统的测试和调试而不需要将器件从电路中移去。
当器件处于ONCE模式时,PO口处于悬浮状态,其他I/O口、ALE和PSEN为弱上拉,振荡电路保持工作状态。器件处于该模式时,可用仿真器测试CPU驱动电路,执行正常复位时恢复正常操作。
八、可编程计数器PCA可编程计数器PCA由5个基本一样的可编程计数器模块组成,5个模块共用一套计数/定时器系统,但各有各的比较/捕捉器。每个模块都可单独经编程实现捕捉模式、软定时器模式、高速输出模式、PWM(脉宽调制)模式。第5个模块(即模块4)还多一种看家狗模式。计数/定时器的信号源可选择单倍机器周期频率、3倍机器周期频率、定时器0的溢出频率、ECI引脚(P1.2)输入脉冲中的一种。在使用上,比起仅有计数/定时器0、1、2的标准8052多了更大的灵活性。
九、金双工增强型DART除了标准操作模式外,P89C51Rx2内置的UART(全双工串行口)还可实现自动地址识别和通过查询丢失的停止位进行帧错误检测。
当使用帧错误检测时,丢失的位将会置位SCON中的FE位,FE与SM0共甩SCON.7,通过PEON.6(SMODO位)选择。如果SMOD0置位,SGON.7作为FE,如果SMOD0为O,SCON.7作为SM0。
P89C51Rx2内置的UART还对多机通信方式作了增强,可以自动进行地址识别。它使UART可以通过硬件比较从串行数据流中识别出特定的地址,这样就不必花费大量软件资源去检查每—个从串口输入的串行地址。
在9位UART模式模式2和模式3下,如果接收的地址字节中包含给定地址或广播地址(广播地址是指一机发送,多机同时接收数据的模式),接收机就会自动接收串行总线上的数据。
通过一定的地址编号方式,可以实现一机对任意另一、二、三直至更多机同时发送数据。
十.其他类似的型号Phihps内置Flash闪存的增强型P89C51系列有多个子系列,X2系列包括P89C51X2/52X2/54X2/58X2(片内Flash闪存分别为4K/8K/16K/32K,51X2片内RAM为128字节,其他均为256字节,无扩展ERAM),片内比P89C51Rx2系列少了ISP和IAP编程方式、PCA、看门狗电路,其他方面(包括可倍频)则完全一样。
P89061X2/62X2(片内Flash闪存均为64K,RAM均为256字节,扩展ERAM分别为256/768字节),片内比P89C51Rx2系列少了PCA、看门狗电路,其他方面(包括可ISP和lAP编程方式和倍频)则完全一样。
P89C660/662/664/668(片内Flash闪存分别为16K/32K/64K/64K,RAM均为256字节,扩展ERAM分别为256//768/1768//7936字节),在拥有P89C51Rx2系列所有功能的基础上,还增加了I2C串行通信模块。
此外,Philips还有14~28引脚的LPC900系列也使用了51内核,在外部引脚上作了精简。
【互换 兼容】