AT89LV55微控制器：特性、功能與應(yīng)用詳解

在嵌入式控制應(yīng)用領(lǐng)域，微控制器扮演著至關(guān)重要的角色。今天，我們就來深入了解一款經(jīng)典的微控制器——AT89LV55。

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一、AT89LV55概述

AT89LV55是一款低電壓、低功耗的CMOS 8位微控制器，擁有20K字節(jié)的Flash可編程和可擦除只讀存儲(chǔ)器。它采用Atmel的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集和引腳兼容。這種兼容性使得開發(fā)者可以方便地將現(xiàn)有的80C51代碼移植到AT89LV55上，減少了開發(fā)時(shí)間和成本。

特性亮點(diǎn)

• 閃存容量與耐久性：具備20K字節(jié)的可重編程閃存，耐久性可達(dá)1000次寫入/擦除循環(huán)，為程序存儲(chǔ)提供了可靠的保障。
• 寬工作頻率：支持0 Hz至12 MHz的全靜態(tài)操作，適用于各種不同的應(yīng)用場景。
• 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖：提供了不同級(jí)別的程序保護(hù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。
• 豐富的內(nèi)部資源：擁有256 x 8位內(nèi)部RAM、32個(gè)可編程I/O線、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和八個(gè)中斷源，滿足多樣化的應(yīng)用需求。
• 低功耗模式：具備低功耗空閑和掉電模式，可有效降低系統(tǒng)功耗，延長電池使用壽命。
• 寬電壓范圍：工作電壓范圍為2.7V至6.0V，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。

二、引腳配置與功能

AT89LV55有多種引腳封裝，如44A - 44引腳TQFP、40P6 - 40引腳PDIP和44J - 44引腳PLCC。每個(gè)引腳都有其特定的功能，下面為大家詳細(xì)介紹：

電源引腳

• (V_{cc})：電源電壓輸入引腳，為芯片提供所需的電源。
• GND：接地引腳，保證芯片的電氣參考電位。

I/O端口

• Port 0：8位開漏雙向I/O端口，可作為輸出端口時(shí)每個(gè)引腳能吸收八個(gè)TTL輸入，也可配置為復(fù)用的低階地址/數(shù)據(jù)總線。在Flash編程和驗(yàn)證時(shí)，還可接收和輸出代碼字節(jié)。
• Port 1：8位雙向I/O端口，帶有內(nèi)部上拉電阻。P1.0和P1.1還可分別配置為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入和觸發(fā)輸入。
• Port 2：同樣是8位雙向I/O端口，有內(nèi)部上拉電阻。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，可輸出高階地址字節(jié)。
• Port 3：8位雙向I/O端口，具備內(nèi)部上拉電阻，同時(shí)還承擔(dān)著各種特殊功能，如串行輸入輸出、外部中斷等。

控制引腳

• RST：復(fù)位輸入引腳，當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，該引腳保持高電平兩個(gè)機(jī)器周期可復(fù)位設(shè)備。
• ALE/PROG：地址鎖存使能輸出脈沖，用于在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)鎖存地址的低字節(jié)，同時(shí)也是Flash編程時(shí)的程序脈沖輸入。
• PSEN：程序存儲(chǔ)使能引腳，用于讀取外部程序存儲(chǔ)器。
• (overline{EA} / V_{PP})：外部訪問使能引腳，可控制設(shè)備從外部或內(nèi)部程序存儲(chǔ)器獲取代碼，同時(shí)在12V Flash編程時(shí)接收編程使能電壓。
• XTAL1和XTAL2：用于連接晶體振蕩器或陶瓷諧振器，為芯片提供時(shí)鐘信號(hào)。

三、特殊功能寄存器

AT89LV55的特殊功能寄存器（SFR）空間包含了許多重要的寄存器，用于控制和配置芯片的各種功能。例如，定時(shí)器2的控制和狀態(tài)位包含在T2CON和T2MOD寄存器中，中斷使能位則在IE寄存器中。這些寄存器的合理配置對于實(shí)現(xiàn)芯片的各種功能至關(guān)重要。

四、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

AT89LV55實(shí)現(xiàn)了256字節(jié)的片上RAM，其中上128字節(jié)與特殊功能寄存器占用并行地址空間。通過不同的尋址方式，CPU可以訪問上128字節(jié)的RAM或SFR空間。例如，直接尋址指令訪問SFR空間，而間接尋址指令訪問上128字節(jié)的RAM。

五、定時(shí)器功能

定時(shí)器0和1

定時(shí)器0和1的操作方式與AT89C51中的定時(shí)器0和1相同，詳細(xì)信息可參考文檔http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC4316.PDF。

定時(shí)器2

定時(shí)器2是一個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，可作為定時(shí)器或事件計(jì)數(shù)器使用。它有三種工作模式：捕獲模式、自動(dòng)重載模式（向上或向下計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器模式。

• 捕獲模式：根據(jù)T2CON寄存器中的EXEN2位選擇不同的操作。當(dāng)EXEN2 = 0時(shí)，定時(shí)器2作為16位定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，溢出時(shí)設(shè)置TF2位；當(dāng)EXEN2 = 1時(shí)，外部輸入T2EX的1到0過渡會(huì)將TH2和TL2的當(dāng)前值捕獲到RCAP2H和RCAP2L中，并設(shè)置EXF2位。
• 自動(dòng)重載模式：通過T2MOD寄存器中的DCEN位控制定時(shí)器2的計(jì)數(shù)方向。當(dāng)DCEN = 0時(shí)，定時(shí)器2默認(rèn)向上計(jì)數(shù)；當(dāng)DCEN = 1時(shí)，T2EX引腳控制計(jì)數(shù)方向。
• 波特率發(fā)生器模式：通過設(shè)置T2CON寄存器中的TCLK和/或RCLK位，將定時(shí)器2配置為波特率發(fā)生器。波特率由定時(shí)器2的溢出率決定，計(jì)算公式為：(Modes 1 and 3 Baud Rates =frac{ Timer 2 Overflow Rate }{16})。

六、可編程時(shí)鐘輸出

可以將50%占空比的時(shí)鐘編程輸出到P1.0引腳。要將定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2配置為時(shí)鐘發(fā)生器，需要清除T2CON寄存器中的C/T2位并設(shè)置T2MOD寄存器中的T2OE位。時(shí)鐘輸出頻率取決于振蕩器頻率和定時(shí)器2捕獲寄存器的重載值，計(jì)算公式為：(Clock-Out Frequency =frac{ Oscillator Frequency }{4 times[65536-( RCAP2H, RCAP2L)]})。

七、UART與中斷

UART

AT89LV55的UART操作方式與AT89C51中的UART相同，更多信息可參考文檔http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC4316.PDF。

中斷

AT89LV55共有六個(gè)中斷向量，包括兩個(gè)外部中斷、三個(gè)定時(shí)器中斷和一個(gè)串行端口中斷。每個(gè)中斷源都可以通過設(shè)置或清除特殊功能寄存器IE中的位來單獨(dú)啟用或禁用。定時(shí)器2的中斷由T2CON寄存器中的TF2和EXF2位的邏輯或產(chǎn)生，需要在軟件中清除相應(yīng)的標(biāo)志位。

八、振蕩器與低功耗模式

振蕩器

XTAL1和XTAL2引腳可連接石英晶體或陶瓷諧振器，構(gòu)成片上振蕩器。也可以使用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)芯片，此時(shí)XTAL2應(yīng)保持未連接，XTAL1由外部時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

低功耗模式

• 空閑模式：CPU進(jìn)入睡眠狀態(tài)，片上外設(shè)保持活動(dòng)。該模式可由軟件調(diào)用，片上RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。可通過任何啟用的中斷或硬件復(fù)位終止空閑模式。
• 掉電模式：振蕩器停止運(yùn)行，調(diào)用掉電模式的指令是最后執(zhí)行的指令。片上RAM和特殊功能寄存器的值在掉電模式終止前保持不變，只能通過硬件復(fù)位退出掉電模式。

九、程序存儲(chǔ)器鎖位與編程

程序存儲(chǔ)器鎖位

AT89LV55有三個(gè)鎖位，可以選擇不編程（U）或編程（P），以獲得不同的保護(hù)功能。例如，編程鎖位1后，(overline{EA})引腳的邏輯電平在復(fù)位時(shí)被采樣和鎖存，影響設(shè)備從外部或內(nèi)部程序存儲(chǔ)器獲取代碼。

編程

AT89LV55的片上閃存通常在出廠時(shí)處于擦除狀態(tài)，可進(jìn)行編程。編程時(shí)，需要根據(jù)特定的編程算法設(shè)置地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)輪詢、RDY/BUSY輸出信號(hào)和程序驗(yàn)證等方式確保編程的正確性。

十、電氣特性與訂購信息

電氣特性

文檔中詳細(xì)列出了AT89LV55的絕對最大額定值、直流特性和交流特性，包括工作溫度范圍、電壓范圍、輸出電流等參數(shù)。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要嚴(yán)格遵守這些參數(shù)，以確保芯片的正常工作。

訂購信息

AT89LV55有不同的速度和電源選項(xiàng)，提供多種封裝形式，如44A - TQFP、44J - PLCC和40P6 - PDIP。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的型號(hào)和封裝。

AT89LV55是一款功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的微控制器，適用于各種嵌入式控制應(yīng)用。通過深入了解其特性、功能和電氣特性，電子工程師可以更好地利用這款芯片，開發(fā)出高效、可靠的嵌入式系統(tǒng)。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過與AT89LV55相關(guān)的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。