AT89C2051是美国爱特梅尔（ATMEL）半导体制造公司生产的一种高性能单片机。该单片机以与MCS－51系列单片机高度兼容、低功耗、可以在接近零频率下工作等诸多优点，而广泛应用于各类计算机系统、工业控制、电信设备、宇航设备及消费类产品中。由于ATMEL是全球最大的FLASH和E\(^{2}\)PROM生产制造公司，加之以其E2PROM技术与INTEL的80C31内核技术交换，使AIMEL拥有了80C31内核的使用权，其生产出的AT89C系列单片机不仅与80C31有极好的兼容性，而且具有极高的性能价格比。该系列单片机的可选种类有：AT89C1051、AT89C2051、AT89C51、AT89C52、AT89C55、AT89S8252等各档芯片，它们的差别仅在于其I／O口线数量、内部闪存容量、中断源和定时器个数不同，除此其它性能完全相同。下面主要以AT89C2051为例，详细介绍其与80C31的主要性能差别和应用，最后给出一个简单应用实例。
一、两种单片机的主要性能：
1.80C31的主要性能：
内部RAM128字节；内部ROM：无；工作电压：5V±5％；工作频率：12MHz（最大）；程序加密：无；I／O口线：32位；定时器：2个；中断源：5个；可编程串行UART通道；输出口能否直接驱动LED：不能；片内有无模拟比较器：无；低功耗的闲置和掉电模式：仅有低功耗模式；外形尺寸：较大。
2．AT89C2051的主要性能
指令与MCS－51100％兼容；内带2K字节可编程闪速存储器（Flash Memory）可重复擦写1000次；数据保留时间：10年；工作电压范围：2.7V～6V；工作频率：0～24MHz；两级程序加密销定；128字节内部RAM；15条可编程双向I／O口线；两个16位定时器／计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；输出口可直接驱动LED；片内含模拟比较器；低功耗的闲置和掉电模式；标准的DIP20封装，外形较小（与74LS373外型同）。
从以上两种单片的性能比较可以看出，AT89C2051单片机的优点体现在以下几个方面：
工作频率提高了，最大可以达到24MHz，这一点为一些需要高速控制的场合提供了方便；
工作电压范围变宽了，从2.7～6V，为电源的选择提供了极大的灵活性；
内部带有闪速程序存储器，方便了编程和开发；
两级程序加密锁定，增强了加密强度；
输出可以直接驱动LED，减少外围芯片，减化布线；
片内含模拟比较器，可方便地设计模拟比较电路；
另外，从两种单片机的I／O口线来看，似乎80C31要比AT89C2051多不少，但由于80C31无内部程序存储器，因此要用P0和P2口外扩程序存储器，故最后提供给用户使用的口线也只约20根左右。
AT89C2051是AT89C系列单片机中的一种派生产品，它是将AT89C51的P0口、P2口、EA-／Vpp、ALE／PROG、PSEN-口线简省后，形成的一种仅20个引脚的单片机，相当于早期IN-TEL8031的最小应用系统，这对于一些不太复杂的控制场合，仅用一片AST89C2051就足够了，是真正意义上的“单片机”。由于将多功能8位CPU和2k的闪速存储器集成在单个芯片中，使其成为一种高效的微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种极佳的选择方案，使传统的51系列单片机的体积大、功耗大、可选模式少等诸多困扰设计工程师们的致命弱点不复存在。下面仅以AT89C2051为主，介绍其主要的技术特点与性能指标。
二、引脚性能介绍
该单片机引脚外形见图2。Vcc：供电电压，GND：接地。
P1口（P1.0～P1.7）是一个8位双向I／O口，其中P1.2至P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1需外接上拉电阻。P1.0和P1.1也可作为片内精确模拟比较器的正向输入（AINO）和反向输入（AIN1）。P1口输出缓冲器能提供20mA的拉电流，可直接驱动LED。P1口写入“1”后可用作输入。
P3口：引脚P3.0至P3.7（P3.5除外）是7个带内部上拉电阻的双向I／O口线。原P3.6不能使用，已为片内硬接为内部比较器输入。与P1口相同，P3口也能提供20mA的拉电流，并可直接驱动LED显示器。与80C31相同，P3口也有第二功能：P3.0串行数据接收RXD；P3.1串行数据发送TXD；P3.2外部中断0申请INTO-；P3.3外部中断1申请INT1-；P3.4定时器／计数器0输入；P3.5定时器／计数器1输入；P3.6内部占用；P3.7无第二功能RD-。
另外，RST：复位输入，只要RST转为高电平，所有I／O口置1，当振荡器复位时，要保持RST引脚高电平两个机器周期。
XTAL1：反向振荡放大的输入及内部时钟电路的输入；
XTAL2：来自反向振荡放大器的输出。
特殊功能寄存器
被称为特殊功能寄存器（SFR）空间的片内存储区如图1所示。从图1可以看出不是所有的地址都被占用，未被占用的地址不能使用，对这些地址若强行写入数据，则读回的结果不能确定，这一点与80C31相同。
软件中不应对那些未列出的位置进行读写操作，因为将来ATMEL公司有可能对它们赋予一些新的器件特性。
三、程序存储器锁定
AT89C2051片内有两个锁定位，可以不编程（U），也可以编程（P），以获得一些附加的特性，如下列表：
编程锁定位 LB1 LB2 保护模式
1 U U 没有编程锁定特性
2 P U 禁止对闪速存储器进一步编程
3 P P 同模式2，同时禁止校验
四、闲置模式
在闲置模式下，CPU自身处于休眠状态，而片内所有其他外围设备保持工作状态。该模式是软件生成的，在该模式期间，片内RAM和所有特殊功能寄存器的内容都保持不变，闲置模式可以允许由中断或硬件复位终止。如果不采用外部上拉，P1.0和P1.1应置“0”，如果采用外部上拉，则置“1”。
必需注意，当闲置模式被硬件复位中止时，器件要从闲置处恢复程序的执行，执行两个机器周期后，内部复位算法才起作用。此时，硬件禁止访问内部RAM，但允许访问端口管脚。为了排除闲置被复位中止时对端口意外写入的可能性，跟在生成闲置模式后的指令不应是对端口管脚的读写操作。
五、掉电模式
在掉电模式下，振荡器停止工作，生成掉电状态的指令是最后执行的一条指令。片内RAM和特殊功能寄存器保持其值不变直到掉电模式终止。从掉电模式退出的唯一办法是硬件复位。复位将重新定义特殊功能寄存器（SFR），但不会影响片内RAM。在Vcc没有恢复到其正常工作电压之前，不应进行复位，且复位的保持时间应足够长，使振荡器能重新开始工作并稳定下来。
如果不采用外部上拉，P1.0和P1.1应置“0”，如果采用外部上拉，则置“1”。
六、最简应用
下面是AT89C2051的一个应用实例（图3），程序启动后，P1口上的8只发光二极管轮流闪烁3次。
程序清单如下：
org 0000h
mov p1，＃00h
mov r0，＃01h
again:mov a，r0
mov p1，a
acall time3
mov a，r0
rl a
mov r0，a
sjmp again
；闪烁3次
time3:mov r2，＃06h
to： xrl pl，a
acall d500ms
djnz r2，to
ret
；延时500ms
d500ms：mov r5，＃0ffh
loop2： mov r4，＃0ffh
loop1： nop
nop
djnz r4，loop1
djnz r5，loop2
ret
end
(王传林 钱晓进)