1.5 MCS-51單片機的主要引腳

MCS-51系列單片機中，雙列直插、40引腳單片機的實物圖和引腳圖如圖1-28所示。

觀察51 單片機芯片實物，可以發現其正面頂端中央有一個直徑約2.5 mm的半圓形凹坑，凹坑左側、引腳旁邊有一引腳起始標記。對于起始標記，一般用一個小三角形作為標記，也有用一個小圓點和指向小圓點的三角形箭頭共同作為標記的。無論用什么作起始標記都不大重要，重要的是這個標記左側的第一個引腳就是該芯片的第一只引腳，即引腳1。然后沿逆時針方向，引腳號依次為2、3、4、…、40，共計40 只引腳。在芯片上印有起始引腳標記，不是單片機芯片特有的，幾乎所有的芯片都有此標記，依據此標記，可以找到起始引腳1，沿逆時針方向，其他引腳自然能夠找到。芯片引腳在硬件電路的設計和焊接過程中非常重要。如果一個單片機系統的硬件部分出現引腳的連接錯誤或其他類似問題，這個系統自然不會正常工作，也不可能得到預期的功能和結果。

在能清楚地找到和區別51單片機的40只引腳后，下面就這40只引腳做較為細致的說明。51單片機的40只引腳，可以分成以下三類。

（1）電源和時鐘引腳：VCC，GND，XTAL2，XTAL1。

（2）I/O口引腳：P0口、P1口、P2口、P3口，每一個口有8只引腳。

（3）編程和控制引腳：RST，ALE，PSEN，EA。

① VCC（40引腳）：電源端，一般接5V±10%電源。

② GND（20引腳）：接地端（此引腳也可用VSS命名）。

③ XTAL2（18引腳）和XTAL1（19引腳）：外接時鐘引腳。當單片機使用內部振蕩電路時，此兩引腳之間連接石英晶體（晶振）和振蕩電容。常用晶振的頻率有6 MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz，一般選12 MHz者居多。如果是串行通信，則選11.0592 MHz為最佳。振蕩電容一般選無極性電容，容量在30 pF左右均可。

④ P0口（32～39引腳）：P0口是一個漏極開路8位雙向三態口，由于內部沒有上拉電阻，故呈高阻態，因而不能正常輸出高或者低電平，在使用時要外接上拉電阻，一般取4.7 kΩ或5.1 kΩ均可。P0口的8個位分別是P0.0、P0.1、P0.2、…、P0.7，且每一個位可以單獨控制。

⑤ P1口（1～8引腳）：P1口是一個內部有上拉電阻的8位準雙向I/O口。由于輸入不能鎖存，輸出沒有高阻態，因此不是真正的雙向I/O口，姑且稱為“準”雙向I/O口。P1口在輸出時沒有什么特殊要求，但在輸入時，必須先置1，即先向口寫入高電平1，然后外部的高或者低電平才能被單片機準確地“讀”取。P1 口的8 個位分別是P1.0、P1.1、P1.2、…、P1.7，且每一個位可以單獨控制。

⑥ P2口（21～28引腳）：P2口也是一個內部有上拉電阻的8位準雙向I/O口。其特點與P1 口完全相同，輸入時也必須先置1。P2 口的8 個位分別是P2.0、P2.1、P2.2、…、P2.7，且每一個位可以單獨控制。

⑦ P3口（10～17引腳）：P3口也是一個內部有上拉電阻的8位準雙向I/O口，但它具有第二功能。P3 口的第一功能就是用作一般I/O口，此時，它與P1口和P2 口完全一樣。用作第二功能時，P3 口的8 個引腳分別具有不同的功能，具體如表1-1所示。P3口的8個位分別是P3.0、P3.1、P3.2、…、P3.7，且每一個位可以單獨控制。需要特殊說明的是，P3口大多使用其第二功能。

⑧ RST（9引腳）：單片機復位引腳。在單片機電源上電接通的情況下，從該引腳向單片機輸入連續兩個以上機器周期（12 MHz晶振時，約2μs）的高電平，就可以使單片機復位，即讓單片機從程序存儲器（ROM）的0000H地址處開始（H代表十六進制），重新執行程序。

⑨ ALE（30引腳）：地址鎖存信號輸出端。此引腳的功能有3 個。一是當單片機在訪問擴展的片外存儲器時，該引腳上出現的下降沿（高電平到低電平）信號，用于將P0 口上的地址信號送入鎖存器（如74HC573或373）鎖存起來，從而實現P0口上輸出的地址信息和數據信息的隔離；二是該引腳在沒有訪問擴展的片外存儲器時，其上固定輸出1/6晶振頻率的時鐘信號，例如，當外接晶振12 MHz時，ALE引腳將固定輸出2 MHz的時鐘信號，此信號可作為其他相關外部器件的時鐘信號使用；三是在燒片（程序下載）時要用到此引腳，目前燒片工作有專門的設備（編程器）來完成，開發者對該引腳不用做任何額外的電路設計或操作，此功能可以不予關注。

⑩ （29引腳）：片外程序存儲器輸出允許控制端，低電平有效。目前所用單片機的程序存儲器空間已經足夠大，中小型應用開發一般不需要外接片外程序存儲器，所以此引腳也暫且不用關注。

?（31引腳）：內部和外部程序存儲器選擇端。當單片機內部沒有程序存儲器時，必須要在單片機的外部擴展掛接程序存儲器，此時，該引腳必須接低電平（接地）。目前所使用的單片機內部都有程序存儲器，且容量足夠大，故該引腳應接高電平（接+5 V電源）。考慮到51 單片機在復位以后，所有懸空未接的引腳都呈現高電平，所以此引腳可以懸空不接。若想保證該引腳上是穩定可靠的高電平，也可以直接將其與+5 V電源正極連接。

至此，51單片機的40只引腳已經一一列舉，可以看到，具有固定硬件連接的引腳有電源和時鐘引腳、復位引腳：VCC、GND、XTAL2、XTAL1 和RST，共計5 個。ALE、、三只引腳幾乎不用，特別是和引腳，暫時可以不予關注。剩余32只引腳，分屬4 個I/O口，P0、P1、P2、P3，它們是單片機應用系統中，單片機與外界聯系的通道，自然是以后學習的重點。