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图1.3存储器空间分布 （1） 程序存储器
AT89C51单片机出厂时片内已带有8KB的Flash程序存储器，使用时，引脚/EA要按高电平（5V），这时，复位后CPU从片内ROM区0000H单元开始读取指令代码，一直运行到1FFFH单元，如果外部扩展有程序存储器ROM，则CPU会自动转移到片外ROM空间2000H-FFFH读取指令代码。
（2） 数据存储器
AT89C51单片机出厂时片内已带有256字节的数据存储器RAM，如果不够用，可以在片外扩展，最多可扩展64KB RAM.
单片机自带的数据存储器RAM结构如图2-4所示，此字节单元（00H-FFH）的低128字节（00H-7FH）单元为用户使用区，高128字节（80H-FFH）单元为特殊功能寄存器SFR区。 片内数据存储器的00H-7FH单元又划分为3块：00H-1FH块是工作寄存器所用；20-2FH块是位寻址功能的单元区；30H-3FH是普通RAM区。工作寄存器又分为4组，在当前的运行程序中只有一组是被激活的，谁被激活有程序状态寄存器PEW的RS1，RS0两位决定。
1.6 振荡电路和时钟
在AT89C51芯片内部，有一个振荡电路和时钟发生器，引脚XTAL1和XTAL2之间接入晶体振荡器和电容后构成内部时钟方式。也可以使用外部振荡器，由外部振荡器产生的信号直接加载到振荡器的输入端，作为CPU的时钟源，称为外部时钟方式。采用外部时钟方式时，外部振荡器的输出信号接至XTAL1，XTAL2悬空。两种方式的电路连接图1.6所示。大多数的单片机采用内部时钟方式，本次设计亦然。
在AT89C51单片机内部，引脚XTAL2和引脚XTAL1连接着一个高增益反相放大器，XTAL1引脚是反相放大器的输入端，XTAL2引脚是反相放大器的输出端。
芯片内部的时钟发生器是一个二分频触发器，振荡器的输出fosc为其输入，输出为两相时钟信号(状态时钟信号)，频率为振荡器输出信号频率fosc的二分之一。状态时钟经三分频后为低字节地址锁存信号ALE，频率为振荡器输出信号频率fosc的六分之一，经六分频后为机器周期信号，频率为fosc/12。C1，C2一般取20-30pF的陶瓷电容器。
图1.4 AT89C51振荡器的连接方式
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1.7 AT89C51的中断系统
为了提高系统的工作效率，AT89C51单片机设置了中断系统，采用中断方式与外设进行数据传送。所谓“中断”，是指单片机在执行某一段程序的过程中，由于某种原因（如异常情况或特殊请求），单片机暂时中止正在执行的程序，而去执行相应的处理程序，待处理结束后，再返回到被打断的程序除，继续执行原程序的过程。
1.7.1 中断系统结构和中断控制
AT89C51有六个固定的可屏蔽中断源，分别是三个片内定时器/计数器溢出中断TF0、TF1和TF2，两个外部中断/INT0(P3.2)和/INT1(P3.3)，一个片内串行口中断T1或RI。6个中断源有两个中断优先级，可形成中断嵌套。它们在程序存储器中各有固定的中断入口地址，由此进入相应的中断服务程序。
引起6个中断源的符号、名称及产生的条件如下：
/INT0：外部中断0，由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起； /INT1：外部中断1，由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起； T0：定时器/计数器0中断，由T0记满回零引起； T1 ：定时器/计数器1中断，由T1记满回零引起；
T1/RI：串行口I/O中断，串行口完成一帧字符发送/接收后引起中断； T2：定时器/计数器2中断，由T2记满回零引起。
在本次设计中采用了定时器/计数器0中断，它的中断控制寄存器包括定时器/计数器0、1控制寄存器TCON和中断允许控制寄存器IE。 （1） 定时器控制寄存器TCON
TCON是定时器/计数器和外部中断两者合用的一个可寻址的特殊功能寄存器，它的格式如下： D7 TF1 D6 TR1 D5 TF0 D4 TR0 D3 IE1 D2 IT1 D1 IE0 D0 IT0 各控制位定义如下：
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TF1：定时器/计数器1溢出中断请求标志位。当定时器/计数器1计数产生溢出时，由内部硬件置位TF1，向CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时，由硬件内部自动TF1清0。
TR1：定时器/计数器1启动/停止位。由软件置位/复位控制位/计数器1的启动或停止计数。
TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标志位。当定时器/计数器0计数产生溢出时，由内部硬件置位TF0，向CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时，由硬件内部自动TF1清0. TR0:定时器/计数器0启动/停止位。由软件置位/复位控制定时器/计数器0的启动或停止计数。
IE1：外部中断请求标志位。当CPU检测到INT0低电平或下降沿且IT1=1时，由内部硬件置位IE1标志位（IE=1）向CPU请求中断，当CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时，由硬件内部将IE1清0。
IE0：外部中断请求标志位。当CPU检测到INT0低电平或下降沿且IT0=1时，由内部硬件置位IE0标志位（IE0=1）向CPU请求中断，当CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时，由硬件内部将TE0清0。
IT1：用软件置位/复位IT1来选择外部中断INT1是下降沿触发还是电平触发中断请求。当IT1置1时，则外部中断INT1为下降沿触发中断请求，即INT1端口由前一个机器周期的高电平跳变为下一个机器周期的低电平，则触发中断请求；当IT1复位清0，则INT1的低电平触发中断请求。
IT0:由软件置位/复位IT0来选择外部中断INT0是下降沿触发还是低电平触发中断请求，其控制原理同IT1。 （1） 中断允许控制寄存器
中断允许控制寄存器IE的格式如下： D7 EA D6 D5 ET2 D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0 各控制定义如下：
EA：中断总控制位，EA=1。CPU开中断，它是CPU是否响应中断的前提，在此前提下，如果某中断源的中断允许置位1，才能响应应该中断源的中断请求。如果EA=0，无论哪个中断源有请求，CPU都不予回应。
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ET2：定时器/计数器T2中断控制位，ET2=1，允许T2计数溢出中断；ET=2，禁止T2中断。 ES：串行口中断控制位，ES=1，允许串行口发送/接受中断；ES=0禁止串行口中断。 ET1：定时器/计数器T1中断控制位，ET1=1，允许T1计数溢出中断；ET1=0，禁止T1中断。
EX1：外部中断1控制位，EX1=1，允许中断；EX=0，禁止外部中断1中断。
ET0：定时器/计数器T0中断控制位，ET0=1，允许T0计数溢出中断；ET0=0，禁止T0中断。
EX0：外部中断0控制位，EX0=1，允许中断；EX0=0,禁止外部中断0中断。
1.7.2 中断响应过程
CPU中断处理从响应中断、控制程序转向对应的中断矢量地址入口处执行中断服务程序，到执行返回（RET1）指令为止。中断响应可分为以下几个步骤：
（1）保护断点，即保存下一个将要执行的指令的地址，把这个地址送入堆栈。
（2）寻找中断入口，根据6个不同的中断源所产生的中断，中断系统必须能够正确地识别中断源，查找6个不同的入口地址。以上工作是由单片机自动完成的，与编程者无关。在6个入口地址处存放有中断处理程序。 （2） 执行中断处理程序。
（4）中断返回：执行完中断指令后，从中断处返回到朱程序，继续执行。
1.8 定时器/计数器
AT89C51单片机内部设有两个16位可编程定时器/计数器，即定时器/计数器0和定时器/计数器1。除此之外还有一个可编程定时器/计数器2。
1.8.1 定时器/计数器0和1简介
定时器/计数器0和1内部有一个计数寄存器（THx和TLx），它实际上是一个累加寄存器加1计数。定时器和计数器共用这个寄存器，但定时器/计数器同一时刻只能工作在其中一种方式下，不可能既工作在定时器方式，同时又工作在计数器方式。这两个工作方式的根本区别是在于计数脉冲的来源不同。工作在定时器方式时，对振荡器12分频的脉冲计数，即每过一个机器周期（1个机器周期在时间上和12个振荡周期的时间相等），计数寄存器中的值就加1。
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