mcs-51单片机的引脚和输入输出端口
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51单片机引脚功能51单片机是一种基于MCS-51架构的8位单片机。
它有40个引脚,其中包括I/O引脚、电源引脚和时钟引脚等。
每个引脚都具有不同的功能和用途,下面是一些常见的51单片机引脚功能介绍:1. VCC:为51单片机供电的正电源引脚,一般连接到3.3V或5V电源。
2. GND:为51单片机供电的地引脚,负电源引脚。
3. RESET:复位引脚,当复位引脚电平为低电平时,可以重启或者复位51单片机。
4. EA/VPP:外部访问使能/编程电压引脚。
当电平为低电平时,可以通过外部器件对单片机进行编程,当电平为高电平时,用于外部扩展存储器的使能。
5. P0.0~P0.7:第0口每个引脚的功能可以根据需要进行定义,可以作为输入或输出引脚使用。
6. P1.0~P1.7:第1口I/O引脚,与第0口相似,具有输入和输出功能。
7. P2.0~P2.7:第2口I/O引脚,与第0口和第1口相似,具有输入和输出功能。
8. P3.0~P3.7:第3口I/O引脚,与第0口、第1口和第2口相似,具有输入和输出功能。
9. RST/AP:复位端口/辅助功能端口。
这个引脚可以用作复位单片机的辅助功能,也可以用于电源监控。
10. XTAL1:外部晶振输入引脚,一般通过晶振提供单片机的时钟信号。
11. XTAL2:外部晶振输出引脚。
12. PSEN:程序存储器使能引脚,用于选择程序存储器或外部存储器之间的切换。
13. ALE/PROG:地址锁存器使能/编程引脚。
当电平为高电平时,用作地址锁存器使能引脚;当电平为低电平时,用作一个外部编程信号。
14. RXD:串口接收数据引脚,用于串行通信。
15. TXD:串口发送数据引脚,用于串行通信。
16. INT0:外部中断0引脚,可以通过设置中断使能来检测外部的中断事件。
17. INT1:外部中断1引脚,与INT0引脚类似,用于检测外部的中断事件。
18. T0:定时器0的计数引脚,可以通过程序来对其进行读写操作。
MCS51单片机的引脚单片机,这个在电子世界里扮演着重要角色的小家伙,其中MCS51 单片机更是经典中的经典。
要深入了解 MCS51 单片机,就不得不从它的引脚说起。
MCS51 单片机一般有 40 个引脚,这些引脚就像是单片机与外部世界交流的“窗口”,各有各的功能和作用。
先来说说电源引脚。
VCC(40 脚)和 VSS(20 脚),VCC 接+5V 电源,为单片机提供工作所需的能量;VSS 则接地,形成完整的电路回路。
这就好比人的心脏和血管,为整个身体输送着“动力”和“养分”。
时钟引脚 XTAL1(19 脚)和 XTAL2(18 脚)也很关键。
时钟就像是单片机的“心跳”,控制着单片机内部的工作节奏。
XTAL1 是内部振荡器反相放大器的输入端,XTAL2 则是输出端。
通过外接晶振和电容,就能为单片机提供稳定的时钟信号,让它有条不紊地工作。
控制引脚更是有着重要的作用。
RST(9 脚)是复位引脚,当这个引脚接收到高电平并保持一定时间后,单片机就会重新初始化,就像电脑死机后重启一样。
ALE/PROG(30 脚),在访问外部存储器时,这个引脚会输出一个脉冲信号用于锁存低 8 位地址。
PSEN(29 脚)则是读外部程序存储器的选通信号,低电平有效。
EA/VPP(31 脚)决定了单片机访问程序存储器的方式,如果接高电平,先访问内部程序存储器,超出范围后再访问外部;如果接低电平,则只访问外部程序存储器。
再看看输入输出引脚,也就是我们常说的 I/O 口。
P0 口(39 32 脚)是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。
在访问外部存储器时,它分时用作低 8 位地址线和 8 位数据线。
P1 口(1 8 脚)是一个准双向 I/O 口,只能作为通用的输入输出口使用。
P2 口(21 28 脚)也是一个准双向I/O 口,在访问外部存储器时,它输出高 8 位地址。
P3 口(10 17 脚)除了作为准双向 I/O 口外,还具有第二功能。
51单片机常用芯片引脚图(共8页)-本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-常用芯片引脚图一、 单片机类1、MCS-51芯片介绍:MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机,又可以分为多个子系列。
MCS-51系列单片机共有40条引脚,包括32条I/O 接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。
引脚说明: ~:P0口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。
~:P1口8位口线,通用I/O 接口无第二功能。
~:P2口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。
~:P3口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为为单片机的控制信号。
ALE/ PROG :地址锁存允许/编程脉冲输入信号线(输出信号)PSEN :片外程序存储器开发信号引脚(输出信号)EA/Vpp :片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD :复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍:MCS-96系列单片机是美国Intel 公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。
它含有比较丰富的软、硬件资源,适用于要求较高的实时控制场合。
它分为48引脚和68引脚两种,以48引脚居多。
引脚说明:RXD/ TXD/:串行数据传出分发送和接受引脚,同时也作为P2口的两条口线~:高速输入器的输入端 ~:高速输出器的输出端(有两个和HS1共用)12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSENP2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13P2.4/A 12P2.3/A 11P2.2/A 10P2.1/A 9P2.0/A 8803180518751Vcc:主电源引脚(+5V) Vss:数字电路地引脚(0V) Vpd:内部RAM备用电源引脚(+5V):A/D转换器基准电源引 VREF脚(+5V)AGND:A/D转换器参考地引脚XTAL1、XTAL2:内部振荡器反相器输入、输出端,常外接晶振。
单片机IO口结构及上拉电阻MCS-51有4组8位I/O口:P0、P1、P2和P3口,P1、P2和P3为准双向口,P0口则为双向三态输入输出口,下面我们分别介绍这几个口线。
一、P0口和P2口图1和图2为P0口和P2口其中一位的电路图。
由图可见,电路中包含一个数据输出锁存器(D触发器)和两个三态数据输入缓冲器,另外还有一个数据输出的驱动(T1和T2)和控制电路。
这两组口线用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口,而不能象P1、P3直接用作输出口。
它们一起可以作为外部地址总线,P0口身兼两职,既可作为地址总线,也可作为数据总线。
图1 单片机P0口内部一位结构图图2 单片机P0口内部一位结构图P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15,P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。
外部的程序存储器由PSEN信号选通,数据存储器则由WR和RD读写信号选通,因为2^16=64k,所以MCS-51最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器。
二、P1口图3为P1口其中一位的电路图,P1口为8位准双向口,每一位均可单独定义为输入或输出口,当作为输入口时,1写入锁存器,Q(非)=0,T2截止,内上拉电阻将电位拉至"1",此时该口输出为1,当0写入锁存器,Q(非)=1,T2导通,输出则为0。
图3 单片机P2口内部一位结构图作为输入口时,锁存器置1,Q(非)=0,T2截止,此时该位既可以把外部电路拉成低电平,也可由内部上拉电阻拉成高电平,正因为这个原因,所以P1口常称为准双向口。
需要说明的是,作为输入口使用时,有两种情况:1.首先是读锁存器的内容,进行处理后再写到锁存器中,这种操作即读—修改—写操作,象JBC(逻辑判断)、CPL(取反)、INC(递增)、DEC(递减)、ANL(与逻辑)和ORL(逻辑或)指令均属于这类操作。
2.读P1口线状态时,打开三态门G2,将外部状态读入CPU。
51单片机各引脚及端口详解51单片机引脚功能: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口8位双向口线(在引脚的39~32号端子)。
l ~ P1口8位双向口线(在引脚的1~8号端子)。
l ~ P2口8位双向口线(在引脚的21~28号端子)。
l ~ 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,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。
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。
在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢他起什么作用呢都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。
第四讲MCS-51单片机引脚功能教学方法:讲授法授课时数:2学时教学目的1、掌握MCS-51单片机引脚的功能2、掌握MCS-51单片机引脚的使用教学重点、难点:MCS-51单片机引脚的使用主要教学内容(提纲):MCS-51单片机引脚及功能讲授要点第二章MCS-51单片机结构原理单片机硬件结构·内部结构·引脚功能·内存的配置·CPU时序·I / O接口§2-1 概述Intel MCS-51 系列单片机三个版本:8031、8051、8751(8位机)(表2-1 P14 程序内存配置)Intel MCS-96系列机:8096 (16位机)除此之外,Motorla公司、Zilog公司、Mcrochip ……相继推出产品,各系列产品内部功能、单元组成、指令系统不尽相同。
Intel公司单片机问世早,系列齐全,兼容性强,所以得到广泛使用。
51子系列:8031、8051、8751MCS-51系列52子系列:8032、8052无有ROM ROM§2-2 MCS-51单片机内部结构及引脚一、MCS-51单片机内部结构P15 图2-11、中央处理单元(8位)数据处理、测试位,置位,复位位操作2、只读存储器(4KB或8KB)永久性存储应用程序,掩模ROM、EPROM、EEPROM3、随机存取内存(128B、128B SFR)在程序运行时存储工作变量和资料4、并行输入/输出口(I / O)(32条)作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片5、串行输入/输出口(2条)串行通信、扩展I / O接口芯片6、定时/计数器(16位、加1计数)计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求,与CPU之间独立工作7、时钟电路内振、外振。
8、中断系统五源中断、2级优先。
结构特点:MCS-51系列单片机为哈佛结构(而非普林斯顿结构)1)内ROM:4KB2)内RAM:128B3)外ROM:64KB4)外RAM:64KB5)I / O线:32根(4埠,每埠8根)6)定时/计数器:2个16位可编程定时/计数器7)串行口:全双工,2 根8)寄存器区:工作寄存器区、在内128B RAM中,分4个区,9)中断源:5源中断,2级优先10)堆栈:最深128B11)布尔处理机:位处理机,某位单独处理12)指令系统:五大类,111条二、MCS-51单片机外部引脚DIP 40脚P17 图2-3方形封装44脚1、主电源引脚Vss 、Vcc2、外接晶振引脚XTAL1 、XTAL23、控制或复位引脚RST / VPD 两个机器周期高电平,单片机复位。
9、RST/VPD(9脚)RST复位(高电平复位):当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作。
推荐在此引脚与VSS引脚之间连接一个约8.2k的下拉电阻,与VCC引脚之间连接一个约10μF的电容,以保证可靠地复位。
VPD备用电源:VCC掉电期间,此引脚可接上备用电源,以保证内部RAM的数据不丢失。
当VCC主电源下掉到低于规定的电平,而VPD在其规定的电压范围(5±0.5V)内,VPD就向内部RAM提供备用电源。
18、19、时钟引脚时钟引脚外接晶体与片内的反相放大器构成了一个振荡器,它提供了单片机的时钟控制信号。
时钟引脚也可外接晶体振荡器。
(1)XTAL1(19脚):接外部晶体的一个引脚。
在单片机内部,它是反向放大器的的输入端。
这个放大器构成了片内振荡器。
如果采用外接晶体振荡器时,此引脚应接地。
(2)XTAL2(18脚):接外部晶体的另一端,在单片机内部接至内部反相放大器的输出端。
如果采用外部晶体振荡器时,该引脚接受振荡器的信号,即直接把此信号直接接到内部时钟的发生器的输入端。
XTAL1和XTAL2经常外接石英晶振和电容组成的反馈回路,以输出矩形脉冲作为单片机的时钟信号。
29、PSEN(29脚)外部程序存储器的读选通信号。
执行MOVC访问片外程序时,PSEN自动产生低电平,以实现外部ROM单元的读操作,其他情况均为高电平。
1. 内部ROM读取时,PSEN不动作;2. 外部ROM读取时,在每个机器周期会动作两次。
但在此期间,每当访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出现;3. 外部RAM读取时,两个PSEN脉冲被跳过不会输出;4. 外接ROM时,与ROM的OE脚相接。
30、ALE/PROG(30脚)第一功能ALE(Address Lock Enable)为地址锁存允许,访问片外存储器时使用。
在系统扩展时,ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。
51单片机各引脚及端口详解51单片机引脚功能: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:I ~ P0 口 8位双向口线(在引脚的39~32号端子)。
I ~ P1 口 8位双向口线(在引脚的1~8号端子)。
I ~ P2 口 8位双向口线(在引脚的21~28号端子)。
I ~ 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,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。
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EPRO啲单片机芯片(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弓|入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。
在介绍这四个I/O 口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢他起什么作用呢都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0 口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。
MCS-51单片机的引脚和输入输出端口
MCS-51有4组8位I/O口,共占用32个引脚:P0、P1、P2和P3口,P1、P2和P3为准双向口,P0口则为双向三态输入输出口。
●P0口(P0.0~P0.7)占用32~39脚;
●P1口(P1.0~P1.7)占用1~8脚;
●P2口(P2.0~P2.7)占用21~28脚;
●P3口(P3.0~P3.7)占用10~17脚;
这四个口的主要功能如下:
(1) P0 口是一个8位不带内部上拉电阻的漏极开路型准双向I/O口,因此该口输出时需外接上拉电阻,而P1 、P2 和P3口都是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
(2) 在访问片外ROM时,P0口分时兼作数据总线和低8位地址线;P2口作高位地址线。
(3) 内部带程序存储器的芯片,在EPROM编程和程序验证时,P1输入低8位地址,P2输入高8位地址,P0输入指令代码。
(注:P1、P2作输入口时,必须要使每位先置“1”,才能读入外部数据。
)
(4) P3口除作双向I/0口外还兼有专用功能。
P0口和P2口:
图1为P0口和P2口其中一位的电路图,由图可见,电路中包含一个数据输出锁存器和两个三态数据输入缓冲器,另外还有一个数据输出的驱动和控制电路。
这两组口线用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口,而不能像P1、P3直接用作输出口。
它们一起可以作为外部地址总线,P0口身兼两职,既可作为地址总线,也可作为数据总线。
P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15,P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。
外部的程序存储器由PSEN信号选通,数据存储器则由WR和RD读写信号选通,因为216=64k,所以8051最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器
P1口:图2为P1口其中一位的电路图,P1口为8位准双向口,每一位均可单独定义为输入或输出口,当作为输入口时,1写入锁存器,Q(非)=0,T2截止,内上拉电阻将电位拉至1,此时该口输出为1,当0写入锁存器,Q(非)=1,T2导通,输出则为0。
作为输入口时,锁存器置1,Q(非)=0,T2截止,此时该位既可以把外部电路拉成低电平,也可由内部上拉电阻拉成高电平,正因为这个原因,所以P1口常称为准双向口。
需要说明的是,作为输入口使用时,有两种情况,其一是:首先是读锁存器的内容,进行处理后再写到锁存器中,这种操作即读—修改—写操作,像JBC(逻辑判断)、CPL(取反)、INC(递增)、DEC(递减)、ANL(与逻辑)和ORL(逻辑或)指令均属于这类操作。
其二是:读P1口线状态时,打开三态门G2,将外部状态读入CPU。
P3口:P3口的电路如图3所示,P3口为准双向口,为适应引脚的第二功能的需要,增加了第二
功能控制逻辑,在真正的应用电路中,第二功能显得更为重要。
由于第二功能信号有输入输出两种情况,我们分别加以说明。
P3口的输入输出及P3口锁存器、中断、定时/计数器、串行口和特殊功能寄存器有关,P3口的第一功能和P1口一样可作为输入输出端口,同样具有字节操作和位操作两种方式,在位操作模式下,每一位均可定义为输入或输出。
我们着重讨论P3口的第二功能,P3口的第二功能各管脚定义如下[13]:
P3.0:串行输入口(RXD);
P3.1:串行输出口(TXD);
P3.2:外中断0(INT0);
P3.3:外中断1(INT1);
P3.4:定时/计数器0的外部输入口(T0);
P3.5:定时/计数器1的外部输入口(T1);
P3.6:外部数据存储器写选通(WR);
P3.7:外部数据存储器读选通(RD);
对于第二功能为输出引脚,当作I/O口使用时,第二功能信号线应保持高电平,与非门开通,以维持从锁存器到输出口数据输出通路畅通无阻。
而当作第二功能口线使用时,该位的锁存器置高电平,使与非门对第二功能信号的输出是畅通的,从而实现第二功能信号的输出。
对于第二功能为输入的信号引脚,在口线上的输入通路增设了一个缓冲器,输入的第二功能信号即从这个缓冲器的输出端取得。
而作为I/O口线输入端时,取自三态缓冲器的输出端。
这样,不管是作为输入口使用还是第二功能信号输入,输出电路中的锁存器输出和第二功能输出信号线均应置“1”。