STC89系列高性能單片機(jī)及其應(yīng)用

引言

隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。目前，單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，并已走入家庭，洗衣機(jī)、空調(diào)等，到處都可見到單片機(jī)的蹤影。

在單片機(jī)家族的眾多成員中，MCS51系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。世界各大單片機(jī)廠商都在MCS51上投入了大量的資金和人力，圍繞51內(nèi)核，衍生出許多品種，增強(qiáng)51單片機(jī)的各種功能。MCS51家族是目前在單片機(jī)領(lǐng)域發(fā)展最快的一個(gè)品種。

這里要向大家推薦的是新近由STC公司推出的高性價(jià)比的STC89系列單片機(jī)。

STC89系列單片機(jī)的性能

STC89系列單片機(jī)是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品。它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8052單片機(jī)完全兼容，DIP40封裝系列與8051為pin-to-pin兼容。STC89系列單片機(jī)高速(最高時(shí)鐘頻率90MHz)，低功耗，在系統(tǒng)/在應(yīng)用可編程(ISP，IAP),不占用戶資源。下表是STC89系列單片機(jī)資源一覽表。

主要特性：
u      80C51核心處理器單元；
u      3V/5V工作電壓，操作頻率0~33MHz（STC89LE516AD最高可達(dá)90MHz）；5V工作電壓，操作頻率0~40MHz；
u      大容量?jī)?nèi)部數(shù)據(jù)RAM：1K字節(jié)RAM；
u      64/32/16/8kB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器，具有在應(yīng)用可編程(IAP) ,在系統(tǒng)可編程(ISP)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件升級(jí)，無(wú)需編程器；
u      支持12時(shí)鐘(默認(rèn))或6時(shí)鐘模式；
u      雙DPTR數(shù)據(jù)指針；
u      SPI(串行外圍接口)和增強(qiáng)型UART ；
u      PCA(可編程計(jì)數(shù)器陣列)，具有PWM的捕獲/比較功能；
u      4個(gè)8位I/O口，含3個(gè)高電流P1口，可直接驅(qū)動(dòng)LED；
u      3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；
u      可編程看門狗定時(shí)器(WDT)；
u      低EMI方式(ALE禁止)；
u      兼容TTL和COMS邏輯電平；
u      掉電檢測(cè)和低功耗模式等。

下面主要介紹STC89系列單片機(jī)有特色之處及需要注意的地方。

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一、 1k bit片內(nèi)RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)

普通8051系列單片及片內(nèi)RAM只有128(8051)或256(8052)字節(jié)，

1、低128字節(jié)(地址：00H~7FH)，可直接或間接尋址；

2、高128字節(jié)(地址：80H~FFH)，只可間接尋址；

STC89系列單片機(jī)另外增加了768字節(jié)的片內(nèi)擴(kuò)展RAM，以解決眾多技術(shù)人員在編程時(shí)的RAM資源嚴(yán)重缺乏的問題。

768字節(jié)的片內(nèi)擴(kuò)展RAM(地址：000H~2FFH)與外部擴(kuò)展RAM地址重疊，單片機(jī)可通過軟件設(shè)置AUXR.1，決定是否使用片內(nèi)擴(kuò)展RAM，以防止可能的與外部擴(kuò)展RAM的沖突，默認(rèn)為使用片內(nèi)擴(kuò)展RAM。

片內(nèi)擴(kuò)展RAM的訪問采用間接尋址，可通過
①、MOVX  A,@DPTR 或 MOVX  @DPTR ,A 指令訪問片內(nèi)擴(kuò)展RAM(00H~2FFH,共768字節(jié))；
②、MOVX  A,@Ri 或 MOVX  @Ri,A 指令訪問片內(nèi)擴(kuò)展RAM(00H~FFH,共256字節(jié))。

當(dāng)DPTR≥300H時(shí)，系統(tǒng)訪問外部擴(kuò)展RAM。

注意：在使用第二種指令時(shí)，特別要注意是使用MOV還是MOVX，MOV訪問的是片內(nèi)RAM，MOVX訪問的是片內(nèi)擴(kuò)展RAM，剛剛接觸此類單片機(jī)的技術(shù)人員最容易在這里犯錯(cuò)誤。

二、 64/32/16/8K片內(nèi)Flash(程序存儲(chǔ)器)與ISP功能

STC89系列單片機(jī)按芯片型號(hào)分別有64/32/16/8K片內(nèi)Flash，分為2個(gè)Flash存儲(chǔ)塊：Block0和Block1。2個(gè) Flash存儲(chǔ)塊在物理上Block0在前，Block1在后。通過REMAP功能可以將Flash塊重定位。下圖顯示的是STC89C58的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

使用過SST89系列單片機(jī)的用戶要注意與STC89區(qū)別：
①、Block1大小不同；
②、Block扇區(qū)大小不同；
③、指令及SFR的不同。

STC89有2個(gè)配置位SC0，SC1控制上電復(fù)位/外部復(fù)位后程序是從Block0還是Block1啟動(dòng)。

①對(duì)于STC89C58，SC0，SC1同時(shí)起作用：

SC1，SC0=0，0 程序是從Block0啟動(dòng)；

SC1，SC0=1，1 程序是從Block1啟動(dòng)，這時(shí)Block1物理上在后8K(E000H~FFFFH)，邏輯上又影象到前8K(0000H~1FFFH)，Block0前8K對(duì)于PC指針不可見。

②對(duì)于STC89C16，只有SC0起作用：

SC0=0 程序是從Block0啟動(dòng)；

SC0=1 程序是從Block1啟動(dòng)，這時(shí)Block1邏輯上影象到前8K(0000H~1FFFH)，將Block0前8K單元覆蓋。

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剛剛接觸STC89系列單片機(jī)的技術(shù)人員可能對(duì)其REMAP功能不理解，通過了解ISP就會(huì)明白R(shí)EMAP的作用。

ISP主要應(yīng)用于在線(或遠(yuǎn)程)升級(jí)，通過執(zhí)行ISP引導(dǎo)碼改寫用戶程序，無(wú)須編程器，無(wú)須親臨現(xiàn)場(chǎng)。STC89系列單片機(jī)在出廠時(shí)，片內(nèi)已經(jīng)燒錄有ISP引導(dǎo)碼，占用Block1的程序空間前2K字節(jié)，并設(shè)置為從Block1啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)，首先執(zhí)行ISP引導(dǎo)碼，確認(rèn)是程序下載，還是正常啟動(dòng)。無(wú)論是程序下載還是正常啟動(dòng)，ISP引導(dǎo)碼最后總是將REMAP取消，恢復(fù)Block0在前8K的地址空間，進(jìn)而執(zhí)行Block0中的用戶程序，即用戶程序總是放在Block0的00H開始的單元，除非用戶自行修改了ISP引導(dǎo)碼。