单片机的外部结构引脚功能
单片机2
图2-1 MCS-51的外部引脚
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单片机原理与应用
EA /VPP：片外ROM访问允许信号输 出引脚/片内 EPROM编程电压输入引脚。 它的功能是： （1）当 EA =0时，允许单片机访问片外 ROM（不允许使用片内ROM）。所以， 对于无片内ROM的单片机（如8031）此 引脚应接地。 （2）当 EA =1时，允许单片机使用片内 ROM。对于具有片内ROM的单片机， 若该引脚为高电平，则CPU在访问片内 ROM时，当访问地址超过所配置容量的 最大值时，会自动转向访问片外ROM。 （3）在对片内EPROM进行编程时，用 于输入编程电压。
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单片机原理与应用
7．其他主要部件
暂存寄存器TMP1、TMP2：用于暂时存放从 数据总线或ACC送来的操作数。 程序地址寄存器：用于存放当前指令的地址， 具体数据由程序计数器送入。 指令寄存器：用于存放当前正在执行的指令操 作码（指令的构成在下一章中介绍）。 指令译码器：用于对指令寄存器中的指令操作 码进行分析，并把译码结果送给定时与控制部件， 作为产生微操作控制信号的依据。 内部总线：包括地址总线、数据总线和控制总 线，分别用于传递与它们的名称相对应的信号， 内部总线是各部件间进行信息传递的公共通道， 信号传递过程由CPU全盘控制，分时操作，不会 发生冲突。
1．电源引脚
VCC：+5V电源。 Vss：地线。
图2-1 MCS-51的外部引脚
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单片机原理与应用
2．外接晶振引脚
XTAL1、2： 用于连接晶体振荡器 和微调电容，以便与 单片机内部的振荡器 构成内部时钟电路， 当采用外部时钟时， 作为外部振荡信号的 输入端。
图2-1 MCS-51的外部引脚
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单片机原理 第2章 MCS-51单片机体系结构
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
1. 工作寄存器区
字节地址为00H~1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区，每组占用8个 字节，都标记为R0~R7。在某一时刻，CPU只能使用其中的一组工作寄存 器，工作寄存器的选择由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0两位来确定 ，如表2-3所示。
2. 数据总线DB 数据总线宽度为8位（D0~D7），由P0提供。
3. 控制总线CB 控制总线由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、 和ALE组成。
2.3 MCS-51单片机的中央处理器
• 8051系列单片机的中央处理器CPU是单片机 的指挥中心和执行机构，它的作用是产生合适的 时序，读入和分析每条指令代码，根据每条指令 代码的功能要求，指挥并控制单片机的有关部件 和器件，具体执行指定的操作。
2.2.3 并行I/O引脚
3. P2口
P2口，为准双向I/O口，具有内部上拉电阻。一共8位，有P2.0～P2.7共8 条引脚。当8051系列单片机扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P2口作为 地址总线（高8位），和P0输出的低8位地址一起构成16位地址，可以寻址 64KB的地址空间。
P2口位结构图如图2-3 （c）所示，它比P1口多了 一个转换控制部分，当P2 与P0配合作为“地址/数据总 线”方式下的高8位数据线 （A8~A15）时，CPU将写 控制信号“1”使MUX切换到 右边，在“地址/数据总线” 方式下，无论P2口剩余多 少地址线，均不能被用于 普通I/O操作。
（2）控制引脚—— 、
简述一般单片机的结构及各个部分的功能
简述一般单片机的结构及各个部分的功能单片机（Microcontroller）是一种集成了处理器核心、存储器和各种外设接口的微型计算机系统。
它通常被应用于嵌入式系统中，用于控制、通信和数据处理等任务。
本文将对一般单片机的结构及各个部分的功能进行简述。
一、单片机的结构一般单片机包含三个核心部分，即中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器和外设接口。
这些部分通过总线连接在一起，形成了一个完整的单片机系统。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心部件，它负责执行程序指令、控制数据流动和处理数据。
CPU包括指令执行单元、时钟控制单元和寄存器等模块。
指令执行单元解码和执行存储器中的程序指令，时钟控制单元提供时钟信号使CPU工作，寄存器用于存储和传输数据。
2. 存储器存储器用于存储程序指令和数据。
它通常包括随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。
RAM用于存储临时数据和程序运行过程中的中间结果，可读写。
ROM用于存储程序指令和常量数据，只读。
3. 外设接口外设接口是连接单片机与外部设备的接口，用于与外界进行信息交互。
常见的外设接口包括通用输入输出口（General PurposeInput/Output，简称GPIO）、串行接口、模拟到数字转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）等。
GPIO用于连接外部开关、LED 灯等外设，串行接口用于与其他设备进行串行通信，ADC用于将模拟信号转换为数字信号。
二、各个部分的功能1. 中央处理器（CPU）功能：- 指令执行：解码和执行存储器中的程序指令。
- 数据处理：对数据进行算术和逻辑运算。
- 控制：控制程序流程和数据流动。
2. 存储器功能：- RAM功能：存储程序执行过程中的中间结果、临时数据等。
- ROM功能：存储程序指令、常量数据等。
引脚功能与内部结构图
最大频 率MHz 12 12 40
在系统编程 UART 32个 无 个 无 (In-System Programming) 4个 32个 UART/SPI 6个 个 个 个
编程器，成本高 并行接口，线多 编程时，频繁插入 拔下芯片，麻烦， 且易损坏芯片
成本低 串行接口，线少 直接在系统板上 编程，简单方便
内部结构框图
8051单片机实物图
直插式
贴片式
8051单片机引脚图
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6/ WR P3.7/ RD XTAL2 XTAL1 VSS P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6/WR P3.7/ RD XTAL2 XTAL1 VSS VCC P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 EA ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8
8051
Input， I： Input，用于采集信号 EA Output， O：Output，用于输出地 程序存储器访问允许信号 访问允许信号， 程序存储器访问允许信号，决定 址、数据信号
CPU最初访问的程序存储器。 CPU最初访问的程序存储器。 最初访问的程序存储器
ALE
地址锁存允许信号， 地址锁存允许信号，外扩存储器 允许信号 使用P0复用输出地址、 P0复用输出地址 时，使用P0复用输出地址、数据信 ALE产生锁存地址的控制信号 产生锁存地址的控制信号。 号，ALE产生锁存地址的控制信号。
8051单片机的引脚及结构.
中断源：指能产生中断请求信号的源泉。
8051可处理5个中断源（2个外部，3个内部）发出的中断 请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从 P3.2, P3.3（即 INT0 和 INT1 ）引脚上输入，有电平或边沿两种触 发方式；内部中断源有3个，2个定时器/计数器中断源和1个串行 口中断源。
一 般将 只读存 储器 （ ROM）用 做程序 存储 器 。可 寻址 空间 为 64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。
MCS-51单片机按程序 存储器可分为内部无ROM 型（如8031）和内部有 ROM型（如8051）两种，EA 连接时 引脚有区别。程序存 储器结构如右图所示：
（2）数据存储器
XTAL2 XTAL1
VSS
1
40
2
39
3
38
4 5
8031
37 36
6
35
7 8051 34
8
33
9 10
8751
32 31
11
30
12 89C51 29
13
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
24
19
22
20
21
VCC P0. 0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA ALE PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0
8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控 制器IP等电路组成。
二、MCS-51单片机外部引脚
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
单片机的IO引脚结构
单片机的IO引脚结构单片机（MCU）的IO引脚结构是指单片机芯片上的输入输出引脚的组织结构和功能。
单片机的引脚结构通常由内部逻辑电路和外部物理引脚组成，它们通过输入输出方式与外部电路或器件进行信息交互。
下面将对单片机的IO引脚结构进行详细描述。
一、输入输出引脚组织结构单片机的输入输出引脚通常由三个主要组成部分构成：引脚功能区、输入输出缓冲区和引脚控制寄存器。
1.引脚功能区：是指单片机芯片上与外部引脚相连接的内部逻辑电路部分。
该电路决定了引脚的功能，包括输入、输出、模拟输入、模拟输出、复用功能等。
2.输入输出缓冲区：是单片机芯片内部的电路，用于将引脚与CPU内部总线之间的电平信号进行相互转换。
输入缓冲器用于输入引脚，将外部电平信号转换为内部电平信号；输出缓冲器用于输出引脚，将内部电平信号转换为外部电平信号。
3.引脚控制寄存器：是用于配置和控制引脚的寄存器。
它可以设置引脚的输入/输出模式、上拉/下拉电阻、中断使能等功能。
通过对引脚控制寄存器的设置，可以实现对引脚功能和特性的灵活配置。
二、引脚的功能和特性1.输入功能：可以将外部电平信号输入到单片机内部。
输入引脚通常具有输入缓冲器，用于接收外部电平信号。
可以通过设置引脚控制寄存器来配置输入功能的参数，如输入模式、上拉/下拉电阻、中断使能等。
2.输出功能：可以将单片机内部的电平信号输出到外部。
输出引脚通常具有输出缓冲器，用于将内部电平信号转换为外部电平信号。
可以通过设置引脚控制寄存器来配置输出功能的参数，如输出模式、上拉/下拉电阻等。
3.模拟输入功能：部分单片机的引脚具有模拟输入功能，可以接收模拟电压信号并转换为数字信号输入到单片机内部。
此类引脚通常具有模拟输入通道和采样电路，可以支持模拟信号的采样和转换。
4.模拟输出功能：部分单片机的引脚具有模拟输出功能，可以将单片机内部的数字信号转换为模拟电压信号输出到外部。
此类引脚通常具有数字模拟转换器（DAC）和输出缓冲器，可以实现数字信号到模拟信号的转换。
51单片机各引脚功能介绍
51单片机的引脚及各引脚功能介绍当我们拿到一块MCS-51系列单片机芯片时，看到这么多的引脚，他们都有干什么用的？8051 单片机的引脚图引脚功能：MCS-51 是标准的40 引脚双列直插式集成电路芯片，引脚分布请参照---- 单片机引脚图：l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。
l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。
l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。
l P3.0~P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。
这4个I/O口具有不完全相同的功能，大家可得学好了，其它书本里虽然有，但写的太深，初学者很难理解，这里都是按我自已的表达方式来写的，相信你也能够理解。
P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时，当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）2、外部扩展存储器时，当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）3、不扩展时，可做一般的I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用2、做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻；P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置，具体功能请参考我们后面的引脚说明。
有内部EPROM的单片机芯片（例如8751），为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚的形式提供的，即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池，这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源，当外接电源下降到下限值时，备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入，以保护内部RAM中的信息不会丢失。
89c51引脚及功能
目前大多数为此类封装方式图2.6 MCS -51单片机引脚管脚图图MCS -51单片机实物图2.2 89C512.2 89C51单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能 时钟电路引脚时钟电路引脚 XTAL1和XTAL2内部时钟方式可完成复 操作可完成复 操作 单片机 常工作时单片机 常工作时，， 脚应 ≤0.5V 电平 电平 Vss89C51单片机引脚及其功能 2.2 89C51单片机引脚及其功能控制信号引脚 RST4 EA / Vpp (31脚) 脚 External AccessALEPSENEAEA 片外程序存储器访问允许输入端 Enable◆EA=1，即输入高电平时，CPU访问片内程序存储器 ，即输入高电平时， 访问片内程序存储器(4K) 访问片内程序存储器 PC值超过 值超过0FFFH时，将自动执行片外程序存储器的程序 值超过 时 EA=0，即输入 电平时，CPU只访问片外 ， 电平时， 只访问片外 只访问片外EPROM/ROM 并执行外部程序存储器中的程序◆89C51单片机引脚及其功能 2.2 89C51单片机引脚及其功能控制信号引脚 RST PSEN EA4 EA / Vpp (31脚) 脚 编程电源 Voltage Pulse of Programming 对单片机片内EPROM固化 固化 对单片机片内 编程时， 编程时，编程电压输入端 12-21VALEVpp89C51单片机引脚及其功能 2.2 89C51单片机引脚及其功能引脚归纳小结单片机对外呈现3种总线形式 单片机对外呈现 种总线形式由P2 P0口组成 口组成16 口组成 地址总线，寻址64K存储器空间 地址总线，寻址 存储器空间 数据总线 RET EA P3口中的 口中的INT0 口中的 INT1由P0口分时复用 口分时复用 由ALE T0 T1 PSEN WRRD共10个引脚组成的控制总线 共 个引脚组成的 个引脚组成的控制总线引脚数少， 单片机功能多 引脚数少，因而许多引脚都 有第二 功能89C51单片机引脚及其功能 2.2 89C51单片机引脚及其功能引脚的复用一个信号引脚 错误对于多种型号的芯片，其引脚的第一功能信号是相同的， 对于多种型号的芯片，其引脚的第一功能信号是相同的， 所 同的只在引脚第二功能信号 对于9 对于 30和31号引脚，由于其第一功能和第二功能信号是 和 号引脚 号引脚，有两个功能， 有两个功能，在使用时不应引起混乱和的信号， 单片机在 同工作方式 的信号，因而 会发生使用 的 矛盾89C51单片机引脚及其功能 2.2 89C51单片机引脚及其功能引脚的复用P3口的情况有所 同，其第二功能信号都是单片机重要的 口的情况有所 同， 控制信号，因 在实际使用时，总是先按需要优先选用其 在实际使用时， 控制信号， 第二功能， 第二功能，剩 用的才作 口线使用单片机往往不是独立工作的， 单片机往往不是独立工作的，用户可通过引脚连 接外部设备从而构成嵌入式系统，因此， 接外部设备从而构成嵌入式系统，因此，熟悉各引脚 的功能是十分重要的VccP1 P0 89C51 RST EA ALE PSEN P3P2 XTAL2 XTAL1 Vss。
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单片机的外部结构-引脚功能
一、教学目的：掌握单片机的引脚功能二、教学重点：单片机的P0、P1、P2、P3口的使用和区别三、教学步骤：(1) 单片机(AT89S51)外观
(2) 单片机(AT89S51)的引脚功能图
(3) 51系列单片机8031、8051及89c51/89s51均采用40Pin封装的双列直接DIP结构。
上图是它们的引脚配置: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。
现在我们对这些引脚的功能加以说明：1、电源引脚Vcc 40脚正电源脚，工作电压为5V，另有
AT89LV51工作电压则是2.7-6V, 引脚功能一样。
GND
20 接地端 2.外接晶体引脚
Pin19:时钟XTAL1脚， Pin18:时钟XTAL2脚，
XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。
内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。
晶
振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。
电容取30PF左右。
型号同样为AT89C51的芯片，在其后面还有频率编号，
有12,16,20,24MHz可选。
大家在购买和选用时要注意了。
如AT89C51 24PC就是最高振荡频率为24MHz,40P6封装的普通商用芯片。
3.复位RST 9 在振荡器运行时，
有两个机器周期（24个振荡周期）以上的高电平出现在
此引脚时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，
51芯片便循环复位。
复位后P0－P3口均置1引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。
当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM的0000H
处开始运行程序。
常用的复位电路如下图所示。
复位操作不会对内部RAM有所影响。
当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。
什么叫复位？复位是单片机重新执行程序代码的意思。
8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图。
此外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电期间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。
输入输出(I/O)引脚：Pin39-Pin32为P0.0-P0.7输入输出脚，称为P0口，是一个8位漏极开路型双向
I/O口。
内部不带上拉电阻，当外接上拉电阻时，P0口
能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载电路。
通常在
使用时外接上拉电阻，用来驱动多个数码管。
在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址
(低8位)/数据总线，不需要外接上拉电阻。
Pin1-Pin8为P1.0-P1.7输入输出脚，称为P1口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/0口。
P1口能驱动4个LSTTL负载。
通常在使用时外不需要外接上拉电阻，就可以直接驱动发光二极管。
端口置1时，内部上拉电
阻将端口拉到高电平，作输入用。
我们现在讲一个它的输出功能吧，在单片机工作时，我们可以通过用指令控制单片机的引脚输出高电平或者低电平。
如：指令CLR ，清零的意思。
CLR P1.0 ；让单片机从第一脚输出低电平。
指令 SETB，置1的意思。
SETB P1.0 ；让单片机从第一个脚输出高电平。
请问让
第8个脚输出低电平的指令如何写？
Pin21-Pin28为P2.0-P2.7输入输出脚，称为P2口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口能驱动4个LSTTL负载。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时，接
收高8位地址和控制信息。
在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。
而在访问8位地
址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改
变。
Pin10-Pin17为P3.0-P3.7输入输出脚，称为P3口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口能
驱动4个LSTTL负载，这8个引脚还用于专门的第二功能。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时，接控制信息。
P1－3端口在做输入使用时，因内部有上接电阻，被
外部拉低的引脚会输出一定的电流。
除此之外P3端口还用于一些专门功能，具体请看下表。
P3引脚
兼用功能
P3.0
串行通讯输入（RXD）
P3.1
串行通讯输出（TXD）
P3.2
外部中断0（ INT0）
P3.3
外部中断1（INT1）
P3.4
定时器0输入(T0)
P3.5
定时器1输入(T1)
P3.6
外部数据存储器写选通WR
P3.7
外部数据存储器写选通RD
什么叫上拉电阻？上拉电阻简单来说就是把电平拉高，通常用4.7－10K的电阻接到Vcc电源，下拉电阻则是把电平拉低，电阻接到GND地线上。
具体说明也不
是这里要讨论的，接下来还是接着看其它的引脚功能吧。
5.其它的控制或复用引脚(1) ALE/PROG 30 访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。
即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频
率输出脉冲信号(此频率是振荡器频率的1/6)。
在访问
外部数据存储器时，出现一个ALE脉冲。
对Flash存储器编程时，这个引脚用于输入编程脉冲PROG (2) PSEN 29 该引是外部程序存储器的选通信号输出端。
当AT89C51
由外部程序存储器取指令或常数时，每个机器周期输出
2个脉冲即两次有效。
但访问外部数据存储器时，将不
会有脉冲输出。
(3) EA/Vpp 31 外部访问允许端。
当该引脚访问外部程序存储器时，应输入低电平。
要使
AT89S51只访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH）,这时该引脚必须保持低电平。
对Flash存储器编程时，
用于施加Vpp编程电压。
看到这您对AT89S51引脚的功能应该有了一定的了解了，引脚在编程和校验时的时序我们在这里就不做详细的探讨，通常情况下我们也没有必要去撑握它，除非你想自己开发编程器。