微机综合设计实践报告(5)

4.3 AT89S51 单片机工作原理

单片机是指一个集成在一块芯片上的

完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成

在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算

机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部

和外部总线系统，目前大部分还会具有外

存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时

时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复

杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机的工作过程实质上是执行用户编制程序的过程，一般程序的机器码都

已固化到存储器中，因此开机复位后，就可以执行指令。执行指令又是取指令和

执行指令的周而复始的过程。

假设机器码74H，E0H已存在0000H开始的单元中，则此表示把E0H这个

值送入A累加器。

接通电源开机后，PC=0000H，取指令过程如下：

PC中的0000H送到片内的地址寄存器；

PC的内容自动加1变为0001H，指向下一个指令字节；

地址寄存器中的内容0000H通过地址总线送到存储器，经存储器中的地址

译码选中0000H单元；

CPU通过控制总线发出读命令；

被选中单元的内容74H送内部数据总线上，该内容通过内部数据总线送到

单片机内部的指令寄存器。到此，取指令过程结束，进入执行指令过程。

执行指令过程：

PC的内容为0001H，送地址寄存器，选中0001H单元，同时PC的内容自

动加1变为0002H；

CPU同样通过控制总线发出读命令；

0001H单元的内容E0H读经内部数据总线送至A。

至此，本指令执行结束。PC=0002H，机器又进入下一条指令的取指令过程。

机器一直重复上述过程直到程序中的所有指令执行完毕。这就是单片机的基本工

作过程。

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k Bytes

ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器

件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令

系统及80S51引脚结构，芯片内