ChapterTwoAT89C51單片機的結(jié)構(gòu)目錄CONTENT2.1AT89C51單片機的基本結(jié)構(gòu) 2.2AT89C51單片機的存儲器配置 2.3AT89C51的時鐘電路與CPU時序2.4AT89C51復位與復位電路2.5AT89C51單片機的最小系統(tǒng)2.1AT89C51單片機的基本結(jié)構(gòu)AT89C51是具有MCS-51內(nèi)核、片內(nèi)帶有4KB的flashROM的單片機，圖2-1為AT89C51基本結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出，單片機有一條內(nèi)部總線，各個功能模塊都掛在這條總線上，通過內(nèi)部總線傳送數(shù)據(jù)信息和控制信息。AT89C51主要由以下部件組成。AT89C51單片機基本結(jié)構(gòu)示意圖AT89C51主要組成部件CPU是單片機的核心部分，是單片機的指揮和執(zhí)行機構(gòu)。AT89C51是8位單片機，CPU的各種運算和操作都是以單字節(jié)8位為基礎(chǔ)進行的。從功能上看，CPU包括兩個基本部分：運算器和控制器。（1）運算器運算器即算術(shù)邏輯運算單元ALU（ArithmeticLogicUnit），是進行算術(shù)或邏輯運算的部件，可以對單字節(jié)（8位）數(shù)據(jù)進行操作。例如可實現(xiàn)加、減、乘、除等算術(shù)運算和與、或、異或、取反、移位等邏輯運算。操作的結(jié)果一般送回累加器ACC（Accumulator），而其狀態(tài)信息送至程序狀態(tài)寄存器PSW（ProgramStatusWord）。（2）控制器控制器是用來控制單片機工作的部件?？刂破鹘邮諄碜源鎯ζ鞯闹噶?，進行譯碼，并通過定時和控制電路，在規(guī)定時刻發(fā)出指令所需的各種控制信息和CPU外部所需的各種控制信號，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。CPU1內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器2AT89C51芯片內(nèi)共有256B（地址為：00H~FFH）的數(shù)據(jù)存儲器，其中高128B（地址為：80H~FFH）被專用寄存器SFR占用，能作為數(shù)據(jù)存儲器供用戶使用的只是低128B（地址為：00H~7FH），用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)，如程序執(zhí)行過程中的變量等。內(nèi)部程序存儲器3AT89C51共有4KB（地址為：0000H~0FFFH）的flash程序存儲器，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格常數(shù)。定時/計數(shù)器4AT89C51共有兩個16位的定時/計數(shù)器，每個定時/計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用于對外部事件進行計數(shù)；也可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果實現(xiàn)對單片機運行的控制。并行I/O口5AT89C51共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）。每個8位的口，既可用作輸入口，也可用作輸出口，每個口即可以8位同步讀寫，又可對每一位進行單獨的操作，十分的方便。串行口6AT89C51單片機有一個全雙工的串行接口，實現(xiàn)單片機和其他設備之間的串行數(shù)據(jù)交換。該串行口功能較強，既可作為全雙工異步通信使用，也可作為同步移位器使用。中斷控制系統(tǒng)7AT89C51單片機有較強的中斷系統(tǒng)，可以滿足控制應用的需要。AT89C51的中斷系統(tǒng)有5個中斷源，包括兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)中斷和一個串行口中斷。時鐘電路8AT89C51芯片的內(nèi)部有時鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。時鐘電路為單片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列。2.1AT89C51單片機的基本結(jié)構(gòu)AT89C51單片機采用40腳雙列直插式的DIP40封裝，還提供較小尺寸表面封裝形式的PQFP/TQFP44，其引腳排列如右圖所示。為使結(jié)構(gòu)更加緊湊，單片機的許多引腳具有雙重功能。封裝引腳功能40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。AT89C51主電源引腳Vcc和VssVcc：接主電源+5V。Vss：電源接地端GND，是單片機的公共參考地。時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2為了產(chǎn)生時鐘信號，在AT89C51內(nèi)部設置了一個反相放大器，XTAL1是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端；XTAL2是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，也是內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。當使用自激振蕩方式時，XTAL1和XTAL2外接石英晶振和微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，產(chǎn)生與石英晶振同頻率的時鐘振蕩信號。當使用外部時鐘源時，XTAL1接外部信號源，XTAL2應懸空?？刂凭€:控制線共有4根ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖

①ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址

②PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間,此引腳輸入編程脈沖。PSEN:外ROM讀選通信號。RST/VPD:復位/備用電源。①RST（Reset）功能：復位信號輸入端。②VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。①EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。②Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。并行I/O口P0~P4端口引腳MCS-51單片機有4個并行的8位輸入輸出I/O雙向端口，分別是P0~P3，每個并行端口有8個引腳，對應端口的第0位到第7位，每1位可以作為輸入或者輸出單獨操作，因此共有32位的I/O端口。P1~P3口內(nèi)部有上拉電阻，而P0口是漏極開路型端口，沒有內(nèi)部上拉電阻，使用時大多需要外加上拉電阻。P1口其中1位的結(jié)構(gòu)圖P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。P3.0——RXD：串行口輸入端；P3.1——TXD：串行口輸出端；P3.2——INT0：外部中斷0請求輸入端；P3.3——INT1：外部中斷1請求輸入端；P3.4——T0：定時/計數(shù)器0外部信號輸入端；P3.5——T1：定時/計數(shù)器1外部信號輸入端；P3.6——WR：外RAM寫選通信號輸出端；P3.7——RD：外RAM讀選通信號輸出端。表2-1P3口的第二功能表端口引腳（DIP40封裝）第二功能P3.010RXD（串行輸入口）P3.111TXD（串行輸出口）P3.212INT0（外部中斷0輸入）P3.313INT1（外部中斷1輸入）P3.414T0（定時/計數(shù)器0的外部計數(shù)輸入）P3.515T1（定時/計數(shù)器1的外部計數(shù)輸入）P3.616WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出）P3.717RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出）P3口的第二功能表2.2AT89C51單片機的存儲器配置一般微機通常是程序和數(shù)據(jù)共用一個存儲空間，屬于“馮．諾依曼”（VonNeumann）結(jié)構(gòu)。而單片機的存儲器組織結(jié)構(gòu)則把程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間嚴格區(qū)分開來，屬于“哈佛”（Harvard）結(jié)構(gòu)。AT89C51單片機存儲器在物理結(jié)構(gòu)上分成四個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器、片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。從用戶使用的角度，即從邏輯上考慮，則有三個存儲空間：片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64KB程序存儲器地址空間（0000H~FFFFH）、256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器地址空間（00H~FFH）及片外數(shù)據(jù)存儲器地址空間（0000H~FFFFH）。CPU在訪問三個不同的邏輯空間時，通過采用不同形式的指令，來產(chǎn)生相應的存儲器選通信號。訪問程序存儲器使用MOVC指令、訪問片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器使用MOV指令、訪問片外數(shù)據(jù)存儲器使用MOVX指令2.2.1AT89C51存儲器配置的特點特殊功能寄存器（21個SFR）內(nèi)部RAM128B00H7FH80HFFH外部RAM（64KB）0000HFFFFHWERD外部ROM（60KB）EA=0/1內(nèi)部ROM（4KB）EA=1外部ROM（4KB）EA=0PSEN0000H0FFFH1000HFFFFH89C51單片機內(nèi)部有4K的程序存儲器，0000H~0FFFH；程序從0000H開始；有一些特殊功能的區(qū)域，如中斷入口地址。2.2.2AT89C51的程序存儲器在程序存儲器中，AT89C51定義了6個地址單元用于特殊用途：0000H：CPU復位后，PC=0000H，程序從程序存儲器的0000H單元開始執(zhí)行；0003H：外部中斷0中斷服務程序入口地址；000BH：定時器/計數(shù)器0溢出中斷服務程序的入口地址；0013H：外部中斷1中斷服務程序入口地址；001BH：定時器/計數(shù)器1溢出中斷服務程序的入口地址；0023H：串行口中斷服務程序的入口地址；2.2.2AT89C51的程序存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器-片內(nèi)RAM

內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器在物理上分為兩個不同的存儲空間:數(shù)據(jù)存儲器空間（低128單元）特殊功能寄存器空間（高128單元）。這兩個空間是相連的。從用戶角度而言，低128單元才是真正的數(shù)據(jù)存儲器。2.2.3AT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器由RAM構(gòu)成，一旦掉電，其數(shù)據(jù)將丟失。低128B的數(shù)據(jù)存儲器（地址范圍：00H~7FH）用于存放程序運算的中間結(jié)果的暫存，用作緩存、堆棧等。低128B的數(shù)據(jù)存儲器的存儲器配置如下圖。數(shù)據(jù)存儲器空間（低128單元）按功能劃分為：位尋址區(qū)通用寄存器區(qū)用戶區(qū)2.2.3AT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器用戶RAM區(qū)工作寄存器區(qū)位尋址區(qū)00H2FH30H7FH1FH20H工作寄存器3區(qū)工作寄存器2區(qū)工作寄存器1區(qū)工作寄存器0區(qū)07H00H08H0FH10H17H18H1FHAT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器2.2.3AT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器工作寄存器區(qū)：字節(jié)地址：00H～1FH位尋址區(qū)：字節(jié)地址：20H～2FH位地址為：00H～7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)/堆棧區(qū)：字節(jié)地址：00H～7FH一般使用30H～7FH片內(nèi)RAM2.2.3AT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器工作寄存器區(qū)在低128B的RAM區(qū)中，將地址00H~1FH共32個單元設為工作寄存器區(qū)，分為4組，每組由8個單元按序組成通用寄存器R0~R7。

通用寄存器R0~R7不僅用于暫存中間結(jié)果，而且是CPU指令中尋址方式不可缺少的工作單元。任一時刻CPU只能選用一組工作寄存器為當前工作寄存器。CPU復位后，自動選中第0組工作寄存器，即R0的地址為00H、R1的地址為01H、R7的地址為07H。同理當選擇寄存器組1時，R0的地址為08H。可以通過程序?qū)Τ绦驙顟B(tài)字PSW中的RS1、RS0位進行設置，以實現(xiàn)工作寄存器組的切換，對應關(guān)系如下表。表2-2工作寄存器選擇RS1RS0寄存器組片內(nèi)RAM地址00第0組00H~07H01第1組08H~0FH10第2組10H~17H11第3組18H~1FH位尋址區(qū)RAM中的20H~2FH的16個單元除了可作為一般RAM單元進行字節(jié)尋址外，還可進行位尋址，稱作位尋址區(qū)。位尋址區(qū)共有16個RAM單元，合計128位，位地址為00H~7FH。AT89C51單片機具有位處理機（又稱布爾處理機）功能，位處理機的存儲空間就包括這個位尋址區(qū)。下表為位尋址區(qū)的位地址表。2.2.3AT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器位尋址區(qū)（20H—2FH）16個字節(jié)。16*8=128位，每一位都有一個位地址，范圍為：00H—7FH，位地址區(qū)也可作為一般RAM使用。用戶RAM區(qū)在30H~7FH區(qū)的80個RAM單元為用戶RAM區(qū)，只能按字節(jié)存取。30H~7FH區(qū)是真正的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。由于工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)統(tǒng)一編址，使用同樣的指令訪問，這三個區(qū)的單元既有自己獨特的功能，又可統(tǒng)一調(diào)度使用。因此，前兩區(qū)未使用的單元也可用為一般的用戶RAM單元，使容量較小的片內(nèi)RAM得以充分利用。程序設計時，將中間的計算結(jié)果，作為變量存放在該區(qū)域。對這部分區(qū)域的使用不作任何規(guī)定和限制，但應當說明的是，堆棧一般開辟在此區(qū)。2.2.3AT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器用戶RAM區(qū)堆棧區(qū)域與堆棧指針SP在應用程序中，往往需要一個后進先出的RAM緩沖區(qū)，用于子程序調(diào)用和中斷響應時保護斷點及現(xiàn)場數(shù)據(jù)。這種后進先出的RAM緩沖區(qū)稱之為堆棧。編程時，需要預留足夠的堆棧RAM空間，在RAM中需開辟一個區(qū)域作為堆棧區(qū)。堆棧區(qū)可設在內(nèi)部RAM的00H~7FH的任意區(qū)域，但由于00H~1FH及20H~2FH區(qū)域的特殊作用，堆棧區(qū)一般設在30H~7FH的范圍內(nèi)。習慣上將堆棧設置在靠近7FH的內(nèi)部RAM的頂端。由堆棧指針SP指向棧頂單元，在程序設計時，應對SP初始化來設置堆棧區(qū)。2.2.3AT89C51低128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器關(guān)于堆棧堆棧：是一個特殊的存儲區(qū)域特點：“后進先出”單片機的堆棧是地址增加型，即壓入數(shù)據(jù)時地址指針增加。堆站的操作有壓入：PUSH彈出：POP堆棧操作示意圖利用堆棧將30H單元和31H單元的數(shù)據(jù)交換。假設當前的SP等于60H。解：PUSH30H PUSH31H POP30H POP31H例AT89C51的特殊功能寄存器SFR（高128單元）內(nèi)部RAM的高128單元是給特殊寄存器使用的，因此稱之為專用寄存器區(qū)，其單元地址為80H~FFH。因為這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，所以稱其為專用寄存器或特殊功能寄存器（SpecialFunctionRegisters）。特殊功能寄存器的總數(shù)為21個，僅占用了80H~FFH中的很小一部分。表中給出了這些特殊功能寄存器的符號、名稱和地址等。特殊功能寄存器SFR占用字節(jié)地址：80H～FFH2.2.4AT89C51的特殊功能寄存器2.2.4AT89C51的特殊功能寄存器2.2.4AT89C51的特殊功能寄存器AT89C51的特殊功能寄存器SFR（高128單元）21個特殊功能寄存器是不連讀地分散在內(nèi)部RAM的高128單元之中，盡管其中還有許多空閑地址，但用戶不能使用。程序計數(shù)器PC是獨立于SFR之外的唯一的一個不可尋址的專用寄存器。PC不占RAM單元，在物理上是獨立存在的。它不包括在21個特殊功能寄存器中。在21個特殊功能寄存器中，有11個寄存器不僅可以字節(jié)尋址，也可以進行位尋址。凡是能進行位尋址的SFR，其特征是字節(jié)地址都能被8整除（字節(jié)地址的末位是0或8）。IP中有3位、IE中有2位、PSW中有一位對用戶無實際意義，所以直接尋址位為82位；再加上數(shù)據(jù)存儲器中的128位，AT89C51共計有210位可尋址位。12341．程序狀態(tài)字寄存器PSWPSW是8位寄存器，用作程序運行狀態(tài)的標志，字節(jié)地址D0H，位地址格式如表2-5所示。P：奇偶標志該位始終跟蹤累加器A的內(nèi)容中1的個數(shù)的奇偶性。如果有奇數(shù)個1，則置P為1，否則P為0。例如，A=01100010B（3個1），則P=1；A=01000010B（2個1），則P=0；在AT89C51的指令系統(tǒng)中，凡是改變累加器A中內(nèi)容的指令均影響奇偶標志位P。F1：用戶標志由用戶置位或復位。OV：溢出標志有符號數(shù)運算時，如果發(fā)生溢出，OV置1，否則清0。對于1字節(jié)的有符號數(shù)，如果用最高位表示正、負號，則只有7位有效位，能表示-128~+127之間的數(shù)。如果運算結(jié)果超出了這個數(shù)值范圍，就會發(fā)生溢出，此時，OV=1，否則OV=0。在乘法運算中，OV=1表示乘積超過255；在除法運算中，OV=1表示除數(shù)為0。RS0、RS1：工作寄存器組選擇位選擇當前的工作寄存器組。單片機在復位后，RS0=RS1=0，CPU選中第0組為當前工作寄存器組?？衫脭?shù)據(jù)傳送指令或位操作指令來改變RS0和RS1的值，以切換當前選用的工作寄存器組。F0：用戶標志位用法同F(xiàn)1。AC：半進位標志當進行加法（或減法）運算時，如果低半字節(jié)（位3）向高半字節(jié)（位4）有進位（或借位），AC置1，否則清0。AC亦可用于BCD碼調(diào)整時的判別位。CY：進位標志在進行加法（或減法）運算時，如果操作結(jié)果最高位（位7）有進位（或借位），CY置1，否則清0。在進行位操作時，CY又作為位操作累加器C。2．累加器ACC累加器ACC（Accumulator）是8位的寄存器，是最重要的特殊功能寄存器，許多指令的操作數(shù)取自ACC，大部分運算結(jié)果也存放在ACC中。在指令系統(tǒng)中，累加器ACC的助記符記為A，作為直接地址時助記符為ACC。3．寄存器B寄存器B是8位寄存器，主要用于乘法和除法操作指令。對于其他指令，寄存器B可作為一般數(shù)據(jù)寄存器使用。4.堆棧指針SP堆棧指針SP（StackPointer）是一個8位寄存器，用它存放棧頂?shù)牡刂?。進棧時，SP自動加1，將數(shù)據(jù)壓入SP所指向的單元；出棧時，則將SP所指向單元的內(nèi)容彈出，然后SP自動減1。因此，SP總是指向棧頂5．數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR由于AT89C51可以外接64KB的數(shù)據(jù)存儲器和I/O接口電路，因此在控制器中設置了一個16位的專用地址指針。它主要用以存放16位地址，作為間址尋址寄存器使用。它可對外部存儲器和I/O口進行尋址。DPTR由高字節(jié)DPH和低字節(jié)DPL兩個獨立的8位寄存器組成，在CPU內(nèi)分別占據(jù)83H和82H兩個地址。6．程序計數(shù)器PC程序計數(shù)器PC（ProgramCounter）是16位專用寄存器，其內(nèi)容就是下一條要執(zhí)行的指令首地址。PC具有自動加1的功能。PC實際上是一個地址指示器，改變PC的內(nèi)容就可以改變指令執(zhí)行的次序，即改變程序執(zhí)行的路線。當系統(tǒng)復位后，PC=0000H，CPU便從這一固定的入口地址0000H開始執(zhí)行程序。PC客觀存在于單片機中，但不在上述的RAM存儲器內(nèi)，這意味著不能對PC直接用指令進行讀和寫，是不可尋址的專用寄存器。但可以用跳轉(zhuǎn)等流程控制方式改變PC的值。7．電源控制寄存器PCON電源控制寄存器PCON位于SFR區(qū)的地址87H，不能位尋址，各位的定義如表2-6。8．端口P0~P3特殊功能寄存器P0~P3分別是I/O端口P0~P3的鎖存器。AT89C51單片機是把I/O當作一般的特殊功能寄存器使用，不專設端口操作指令，使用方便。一個單片機的簡單應用系統(tǒng)特殊功能寄存器P0~P3分別是I/O端口P0~P3的鎖存器。AT89C51單片機是把I/O當作一般的特殊功能寄存器使用，不專設端口操作指令，使用方便。當I/O端口某一位用于輸入信號（讀端口）時，對應的鎖存器必須先置1。例如在例1-1中P32作為輸入端口，在判斷P32狀態(tài)前必須先將P32置1。P32=1; //P32作為輸入端口必須先置1if(P32==0){ //P32是低電平？如果S1按下，P32為低

P20=1; //S1按下，則P20輸出高電平，報警燈亮}else{ //如果S1沒有按下

P20=0; //則P20輸出低電平，報警燈滅}AT89C51的片外數(shù)據(jù)存儲器外部數(shù)據(jù)存儲器又稱外部RAM，當片內(nèi)RAM的容量不能滿足要求時，可通過總線端口和其他I/O口擴展外部數(shù)據(jù)RAM，其最大容量可達64K字節(jié)。外部數(shù)據(jù)存儲器和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的功能基本相同，但外部數(shù)據(jù)存儲器不能用于堆棧操作，對外部外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問只能使用間接尋址方式。2.2.5AT89C51的片外數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)部RAM128B特殊功能寄存器（21個SFR）00H7FH80HFFH外部RAM（64KB）0000HFFFFHWERD外部ROM（60KB）EA=0/1內(nèi)部ROM（4KB）EA=1外部ROM（4KB）EA=0PSEN0000H0FFFH1000HFFFFHAT89C52的存儲器配置AT89C52相當于MCS-51單片機中的52子系列，與51子系列的AT89C51相比，片內(nèi)的程序存儲器flashROM增加到了8KB，片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器增加了128B。AT89C52的存儲器結(jié)構(gòu)如圖所示。外部ROM（56KB）EA=0/1內(nèi)部ROM（8KB）EA=1外部ROM（8KB）EA=0PSEN0000H1FFFH2000HFFFFH特殊功能寄存器（27個SFR）內(nèi)部RAM低128B00H7FH80HFFH內(nèi)部RAM高128B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)、外程序存儲器2.2.6AT89C52的存儲器配置AT89C51的存儲器配置小結(jié)從物理上分，AT89C51的存儲器有4個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器、片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。從邏輯上分，AT89C51有3個存儲器地址空間：片內(nèi)外統(tǒng)一的64KB的程序存儲器地址空間、256B的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址空間（其中128B的專用寄存器地址空間，僅有部分字節(jié)有實際意義）和64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間。為了區(qū)分不同的存儲器空間，在用指令訪問這三個不同的邏輯空間時采用了不同形式的指令。AT89C51的片內(nèi)集成有一定容量的程序存儲器4K和數(shù)據(jù)存儲器（128B）。當然，還可以根據(jù)需要對存儲器進行外部擴展。

2.3AT89C51的時鐘電路與CPU時序晶體振蕩器時鐘方式利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器（簡稱晶振），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器。外接晶振通常為石英晶體振蕩器或振蕩器。使用石英晶體振蕩器時，C1和C2的值為30pF左右；選用晶振的頻率也就是單片機的時鐘頻率，AT89C51最高時鐘頻率可達到24MHz。晶振和電容要盡可能安裝得與單片機引腳XTAL1和XTAL2靠近。XTAL1XTAL2AT89C51C1C2

2.3AT89C51的時鐘電路與CPU時序外部時鐘方式

從單片機外部直接引入振蕩時鐘脈沖。振蕩時鐘脈沖從AT89C51的XTAL1輸入，XTAL2應懸空。XTAL1XTAL2AT89C51懸空外部時鐘CPU時序單片機的時序是指CPU在執(zhí)行指令時所需控制信號的時間順序。時序信號是以時鐘脈沖為基準產(chǎn)生的。CPU發(fā)出的時序信號有兩類：一類用于片內(nèi)各功能部件的控制，由于這類信號在CPU內(nèi)部使用，用戶無須了解；另一類信號通過單片機的引腳送到外部，用于片外存儲器或I/O端口的控制，這類時序信號對單片機系統(tǒng)的硬件設計非常重要。時鐘周期也稱為振蕩周期，定義為時鐘脈沖頻率（fosc）的倒數(shù)，是計算機中最基本的、最小的時間單位。對同一種機型的計算機，時鐘頻率越高，計算機的工作速度就越快，但是，由于不同的計算機硬件電路和器件不完全相同，所以其所要求的時鐘頻率范圍也不一定相同。時鐘周期完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。AT89C51有固定的機器周期，規(guī)定一個機器周期就有12個時鐘周期，也就是說一個機器周期共包含12個振蕩脈沖，即機器周期就是振蕩脈沖的12分頻，顯然，如果使用6MHz的時鐘頻率，一個機器周期就是2μs，而如果使用12MHz的時鐘頻率，一個機器周期就是1μs。機器周期指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時間一般由若干個機器周期組成，指令不同，所需要的機器周期數(shù)也不同。對于一些簡單的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其他的機器周期。對于一些比較復雜的指令，例如，