AT89LV55微控制器：特性、功能与应用详解

在嵌入式控制应用领域，微控制器扮演着至关重要的角色。今天，我们就来深入了解一款经典的微控制器——AT89LV55。

文件下载：AT89LV55-12AC.pdf

一、AT89LV55概述

AT89LV55是一款低电压、低功耗的CMOS 8位微控制器，拥有20K字节的Flash可编程和可擦除只读存储器。它采用Atmel的高密度非易失性存储器技术制造，与行业标准的80C51指令集和引脚兼容。这种兼容性使得开发者可以方便地将现有的80C51代码移植到AT89LV55上，减少了开发时间和成本。

特性亮点

• 闪存容量与耐久性：具备20K字节的可重编程闪存，耐久性可达1000次写入/擦除循环，为程序存储提供了可靠的保障。
• 宽工作频率：支持0 Hz至12 MHz的全静态操作，适用于各种不同的应用场景。
• 三级程序存储器锁：提供了不同级别的程序保护，增强了系统的安全性。
• 丰富的内部资源：拥有256 x 8位内部RAM、32个可编程I/O线、三个16位定时器/计数器和八个中断源，满足多样化的应用需求。
• 低功耗模式：具备低功耗空闲和掉电模式，可有效降低系统功耗，延长电池使用寿命。
• 宽电压范围：工作电压范围为2.7V至6.0V，适应不同的电源环境。

二、引脚配置与功能

AT89LV55有多种引脚封装，如44A - 44引脚TQFP、40P6 - 40引脚PDIP和44J - 44引脚PLCC。每个引脚都有其特定的功能，下面为大家详细介绍：

电源引脚

• (V_{cc})：电源电压输入引脚，为芯片提供所需的电源。
• GND：接地引脚，保证芯片的电气参考电位。

I/O端口

• Port 0：8位开漏双向I/O端口，可作为输出端口时每个引脚能吸收八个TTL输入，也可配置为复用的低阶地址/数据总线。在Flash编程和验证时，还可接收和输出代码字节。
• Port 1：8位双向I/O端口，带有内部上拉电阻。P1.0和P1.1还可分别配置为定时器/计数器2的外部计数输入和触发输入。
• Port 2：同样是8位双向I/O端口，有内部上拉电阻。在访问外部程序和数据存储器时，可输出高阶地址字节。
• Port 3：8位双向I/O端口，具备内部上拉电阻，同时还承担着各种特殊功能，如串行输入输出、外部中断等。

控制引脚

• RST：复位输入引脚，当振荡器运行时，该引脚保持高电平两个机器周期可复位设备。
• ALE/PROG：地址锁存使能输出脉冲，用于在访问外部存储器时锁存地址的低字节，同时也是Flash编程时的程序脉冲输入。
• PSEN：程序存储使能引脚，用于读取外部程序存储器。
• (overline{EA} / V_{PP})：外部访问使能引脚，可控制设备从外部或内部程序存储器获取代码，同时在12V Flash编程时接收编程使能电压。
• XTAL1和XTAL2：用于连接晶体振荡器或陶瓷谐振器，为芯片提供时钟信号。

三、特殊功能寄存器

AT89LV55的特殊功能寄存器（SFR）空间包含了许多重要的寄存器，用于控制和配置芯片的各种功能。例如，定时器2的控制和状态位包含在T2CON和T2MOD寄存器中，中断使能位则在IE寄存器中。这些寄存器的合理配置对于实现芯片的各种功能至关重要。

四、数据存储器

AT89LV55实现了256字节的片上RAM，其中上128字节与特殊功能寄存器占用并行地址空间。通过不同的寻址方式，CPU可以访问上128字节的RAM或SFR空间。例如，直接寻址指令访问SFR空间，而间接寻址指令访问上128字节的RAM。

五、定时器功能

定时器0和1

定时器0和1的操作方式与AT89C51中的定时器0和1相同，详细信息可参考文档http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC4316.PDF。

定时器2

定时器2是一个16位的定时器/计数器，可作为定时器或事件计数器使用。它有三种工作模式：捕获模式、自动重载模式（向上或向下计数）和波特率发生器模式。

• 捕获模式：根据T2CON寄存器中的EXEN2位选择不同的操作。当EXEN2 = 0时，定时器2作为16位定时器或计数器，溢出时设置TF2位；当EXEN2 = 1时，外部输入T2EX的1到0过渡会将TH2和TL2的当前值捕获到RCAP2H和RCAP2L中，并设置EXF2位。
• 自动重载模式：通过T2MOD寄存器中的DCEN位控制定时器2的计数方向。当DCEN = 0时，定时器2默认向上计数；当DCEN = 1时，T2EX引脚控制计数方向。
• 波特率发生器模式：通过设置T2CON寄存器中的TCLK和/或RCLK位，将定时器2配置为波特率发生器。波特率由定时器2的溢出率决定，计算公式为：(Modes 1 and 3 Baud Rates =frac{ Timer 2 Overflow Rate }{16})。

六、可编程时钟输出

可以将50%占空比的时钟编程输出到P1.0引脚。要将定时器/计数器2配置为时钟发生器，需要清除T2CON寄存器中的C/T2位并设置T2MOD寄存器中的T2OE位。时钟输出频率取决于振荡器频率和定时器2捕获寄存器的重载值，计算公式为：(Clock-Out Frequency =frac{ Oscillator Frequency }{4 times[65536-( RCAP2H, RCAP2L)]})。

七、UART与中断

UART

AT89LV55的UART操作方式与AT89C51中的UART相同，更多信息可参考文档http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC4316.PDF。

中断

AT89LV55共有六个中断向量，包括两个外部中断、三个定时器中断和一个串行端口中断。每个中断源都可以通过设置或清除特殊功能寄存器IE中的位来单独启用或禁用。定时器2的中断由T2CON寄存器中的TF2和EXF2位的逻辑或产生，需要在软件中清除相应的标志位。

八、振荡器与低功耗模式

振荡器

XTAL1和XTAL2引脚可连接石英晶体或陶瓷谐振器，构成片上振荡器。也可以使用外部时钟源驱动芯片，此时XTAL2应保持未连接，XTAL1由外部时钟信号驱动。

低功耗模式

• 空闲模式：CPU进入睡眠状态，片上外设保持活动。该模式可由软件调用，片上RAM和特殊功能寄存器的内容保持不变。可通过任何启用的中断或硬件复位终止空闲模式。
• 掉电模式：振荡器停止运行，调用掉电模式的指令是最后执行的指令。片上RAM和特殊功能寄存器的值在掉电模式终止前保持不变，只能通过硬件复位退出掉电模式。

九、程序存储器锁位与编程

程序存储器锁位

AT89LV55有三个锁位，可以选择不编程（U）或编程（P），以获得不同的保护功能。例如，编程锁位1后，(overline{EA})引脚的逻辑电平在复位时被采样和锁存，影响设备从外部或内部程序存储器获取代码。

编程

AT89LV55的片上闪存通常在出厂时处于擦除状态，可进行编程。编程时，需要根据特定的编程算法设置地址、数据和控制信号。可以通过数据轮询、RDY/BUSY输出信号和程序验证等方式确保编程的正确性。

十、电气特性与订购信息

电气特性

文档中详细列出了AT89LV55的绝对最大额定值、直流特性和交流特性，包括工作温度范围、电压范围、输出电流等参数。在设计电路时，需要严格遵守这些参数，以确保芯片的正常工作。

订购信息

AT89LV55有不同的速度和电源选项，提供多种封装形式，如44A - TQFP、44J - PLCC和40P6 - PDIP。用户可以根据自己的需求选择合适的型号和封装。

AT89LV55是一款功能强大、性能稳定的微控制器，适用于各种嵌入式控制应用。通过深入了解其特性、功能和电气特性，电子工程师可以更好地利用这款芯片，开发出高效、可靠的嵌入式系统。大家在实际应用中是否遇到过与AT89LV55相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。