2.2 51系列单片机的引脚功能

在MCS-51系列单片机的产品线中，所有产品都是以Intel的8051为核心电路发展起来的。它们具有和8051一致的硬件结构和软件特征。

随着技术的发展，各种新型的单片机层出不穷，性能不断提升，价格也越来越低。所以本章在介绍51系列单片机时，不是局限于介绍基本的8051，而是以最新型的51系列单片机来进行介绍。这些新型的单片机在基本功能上和8051完全一致。这样，可以在介绍51系列单片机基本原理的时候，融入最新的设计元素。

2.2.1 51系列单片机的引脚封装

MCS-51系列单片机有各种封装形式，这里均以双列直插DIP形式的封装来进行介绍。Intel的8051的引脚配置，如图2.2所示。这是40针封装的双列直插DIP式结构，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。

Atmel公司的AT89S系列与MCS-51系列是兼容的，这里主要以AT89S52单片机来介绍51系列单片机的基本原理。AT89S52的引脚配置，如图2.3所示，这是40针双列直插的封装形式。

从图中可以看出，8051和AT89S52各个引脚的基本功能是完全一致的，不同的是AT89S52内部存储器的空间大，而且部分引脚有了扩展功能，在下面的章节中会详细介绍。

2.2.2 51系列单片机引脚说明

虽然市场上51系列单片机种类很多，但由于51系列单片机的引脚都基本兼容。这里以AT89S52为原型，介绍51系列单片机的引脚功能。

1．电源引脚

◆ VCC（Pin40）：电源端。正电源接4.0～5.0V电压，正常工作电压为+5V。

◆ GND（Pin20）：接地端。

2．外接晶振或外部振荡器引脚

◆ XTAL1（Pin19）：时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端。

◆ XTAL2（Pin18）：时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。

AT89S52的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，在18和19脚外接石英晶体（0～33MHz）和振荡电容，振荡电容的值一般取10～30pF。另外一种是外部时钟方式，将XTAL2悬空，外部时钟信号（0～33MHz）从XTAL1脚输入。

3．输入/输出（I/O）端口引脚

AT89S52提供了4个8位并行I/O端口，基本的功能和其他51系列单片机完全一致，部分引脚有扩展功能。

◆ P0口：即P0.0～P0.7（Pin39～Pin32），输入/输出脚，可用于8位并行I/O口或分时复用为地址和数据总线。P0口作为输出口时，每个引脚负载8个TTL；在外扩存储器时，可定义为低8位地址/数据线；定义为I/O口时，需外接上拉电阻，为准双向I/O口，在程序中向该端口写入“1”后，成为高阻抗输入口；在对片内Flash编程时，P0口可以接收字节代码，在程序校验时输出字节代码，程序校验期间应外接上拉电阻。

◆ P1口：即P1.0～P1.7（Pin1～Pin8），输入/输出脚，8位准双向并行I/O口。P1口内部已经具有上拉电阻的8位准双向I/O口，能负载4个TTL；在Flash编程和校验时，定义为低8位地址线。和基本的8051不同的是，其部分引脚具有第二功能。引脚P1.0是定时/计数器T2的外部计数输入，引脚P1.1表示定时/计数器T2捕获/再装入触发及方向控制，引脚P1.5（MOSI）、P1.6（MISO）和P1.7（SCK）用于系统内部编程。

◆ P2口：即P2.0～P2.7（Pin21～Pin28），输入/输出脚，8位准双向并行I/O口。P2口内部已经具有上拉电阻的8位准双向I/O口，能负载4个TTL；当访问外部存储器时，定义为高8位地址线。如果只需8位地址线，它将输出特殊功能寄存器（锁存器）中的内容。

◆ P3口：即P3.0～P3.7（Pin10～Pin17），输入/输出脚，8位准双向并行I/O口。P3口内部已经具有上拉电阻的8位准双向I/O口，能负载4个TTL。和普通的8051一样，每个引脚都具有第二功能。引脚P3.0（RXD）和引脚P3.1（TXD）用于串行数据传输，分别为串行数据的接收和发送端口；引脚P3.2和引脚P3.3为外部中断请求，分别用于和的中断输入；引脚P3.4（T0）和引脚P3.5（T1），分别为定时/计数器0和定时/计数器1的外部计数输入端；引脚P3.6（）和引脚P3.7（）用于读/写单片机外部RAM，分别是外部数据写选通信号和读选通信号。

4．控制、复位和选通引脚

◆ RST（Pin9）：单片机内部CPU的复位信号输入端。

◆ 在单片机的振荡器启动后，该引脚置2个机器周期以上高电平，便可以实现复位。另外，对于AT89S52，其内部包含定时监视器（看门狗）电路。在定时监视器（看门狗）定时输出后，该引脚置高电平，并持续96个振荡周期，也可以实现复位。

◆ 特殊功能寄存器AUXR中的DISRT0位可以使复位无效。在默认的DISRT0位状态下，RST引脚上的高电平有效。

◆ ALE为地址锁存使能端和编程脉冲输入端。

◆ 当访问外部程序存储器时，ALE（地址锁存）的负跳变将低8位地址打入锁存；而非访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6振荡频率的正脉冲信号，该信号可以用于外部计数或时钟信号。当访问外部数据存储器（执行MOVX类指令）时，ALE会跳过一个脉冲。

◆ 在Flash编程时，该引脚用于输入编程脉冲（）。

◆ 另外，在程序中，可对特殊功能寄存器区的地址为8EH单元的D0位置“1”，可禁止ALE输出，只有在执行MOVX或MOVC类指令时，ALE才被激活，仍输出锁存有效；在执行外部程序时，该设定禁止ALE位无效。

◆ 访问外部程序存储器读选通信号。

◆ 当单片机访问外部程序存储器，读取指令码时，每个机器周期产生2次有效信号，即此脚输出2个负脉冲选通信号；在执行片内程序存储器读取指令码时，不产生此脉冲；在读/写外部数据时，也不产生脉冲信号。

◆ 为访问内部或外部程序存储器选择信号，在Flash编程时，提供Flash编程电压VPP。

◆ 当CPU访问外部程序存储器（0000H～FFFFH单元）时，则必须保持低电平（即接GND端）；当保持高电平（即接VCC端）时，则CPU先从片内0000H单元开始，执行内部程序存储器程序；如果外部还有扩展程序存储器，则CPU在执行完内部程序存储器程序后，自动转向执行外部程序存储器程序；对片内Flash编程时，此引脚用于输入编程允许电压。另外，如果单片机的保密位被编程，则复位时，内部会锁存端的状态。