80C51单片机原理

下面是8051单片机引脚图及引脚功能介绍：

40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

⒈ 电源:

⑴ VCC - 芯片电源，接+5V；

⑵ VSS - 接地端；

注：用万用表测试单片机引脚电流一般为0v或者5v，这是标准的TTL电平，但有时候在单片机程序正在工作时候测试结果并不是这个值而是介于0v-5v之间，其实这之是万用表反映没这么快而已，在某一个瞬间单片机引脚电流还是保持在0v或者5v的。

⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。

⒊ 控制线:控制线共有4根，

⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲

① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址

② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

⑵ PSEN:外ROM读选通信号。

⑶ RST/VPD:复位/备用电源。

① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。

⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

① EA功能：内外ROM选择端。

② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

⒋ I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。

P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。

8051单片机原理图

上图为哈佛(Harvard)结构的单片机的原理图，这种结构是程序存储器和数据存储器分开的。mcs-8051系列的单片机都是属于这种结构

学号;1251401213

《单片机中级教程》实验

（2012级本科）

题目：基于80C51的倒计时器设计

学院：物理与机电工程学院

专业：电气工程及其自动化

作者姓名：

指导教师：向根祥

完成日期： 2015 年6 月 20 日

目录

目录 ..............................................................................................................................................

一.设计目的和要求 ............................................................................................................... 1

二．电器元件的选择 ............................................................................................................ 1

三．程序框图及模拟电路图 ................................................................................................ 2

四．引脚说明 ........................................................................................................................ 3

五．程序的编写 .................................................................................................................... 4

80C51单片机的并行端口结构

80C51共有4个8位的并行I/O口，分别记作P0、P1、P2、P3。被归入专用寄存器。

I/O端口有串行和并行之分，串行I/O端口一次只能传送一位二进制信息，并行I/O端口一次能传送一组二进制信息。

（1）并行I/O口的功能

① PO口：

电路中包括一个数据输出锁存器和两个三态数据输入缓存器，另外还有一个数据输出的驱动和控制电路。这两组端口用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口的总线接口，而不像P1、P3直接用做输出口。

P0.０～P0.7，P0口是8位双向I/O口， P0.i引脚可以是P0.0到P0.7的任何一位，即在P0口有8个与上图相同的电路组成。该8位都是漏极开路（漏极开路即高阻状态，适用于输入/输出，其可独立输入/输出低电平和高阻状态）输出，每个引脚可以驱动8个LS型TTL负载且内部没有上拉电阻，执行输出功能时外部必须接上拉电阻（10K即可）。

若要执行输入功能，必须先输出高电平方能读取该端口所连接的外部数据；若在访问外部存储器（RAM、ROM）和扩展的I/O口时，P0可作为地址总线（A0~A7）和数据总线（D0~D7），分时进行工作。在指令的前半周期，P0口作为地址总线的低8位，在指令的后半周期为8位的数据总线。

P1口的各个单元：

输入缓冲器：

在P0口中，有两个三态的缓冲器，三态门有三个状态，即在其输出端可以是高电平、低电平和高阻状态（或称为禁止状态）。上面一个是读锁存器的缓冲器，也就是说，要读取D锁存器输出端Q的数据，那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端（上图中标号为„读锁存器‟端）有效。要读取P0.i引脚上的数据，也要使标号为„读引脚‟的这个三态缓冲器的控制端有效，引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。

D锁存器： 存储器中可以存放电荷，加一个小的存储器的单元，并在它的面前加一个开关，要让这一位输出时，就把开关打开，信号就进入存储器的单元，然后马上关闭开关，这一位的状态就被保存下来，直到下一次命令让它把开关再打开为止，这就是锁存器。

1.1 80C51单片机的引脚功能

80C51系列中，用CHMOS工艺制造的单片机都采用双列直插式（DIP）40脚封装，引脚信号完全相同。图2-9为引脚图，这40根引脚大致可分为：电源（VCC、VSS、VPP、VPD）、时钟（XTAL1、XTAL2）、I/O口（P0~P3）、地址总线（P0口、P2口）和控制总线（ALE、RST、 、 、 ）等几部分。它们的功能简述如下：

1．电源

Vcc（引脚号40），芯片电源，接+5V；Vss（引脚号20），电源接地端。

2．时钟

XTAL1（引脚号18）内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶振的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。

XTAL2（引脚号19）内部振荡器的反相放大器输出端，是外接晶振的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。

3．控制总线

（1）ALE/ （引脚号30）: 正常操作时为ALE功能（允许地址锁存），用来把地址的低字节锁存到外部锁存器。ALE引脚以不变的频率（振荡器频率的1/6）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟信号或用于定时。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个LSTTL电路。在8751单片机EPROM编程期间，此引脚接编程脉冲（ 功能）。

（2） （引脚号29）：外部程序存储器读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或数据）期间， 在每个机器周期内两次有效。 可以驱动8个LSTTL电路。

（3）RST/VPD（引脚号9）：复位信号输入端。振荡器工作时，该引脚上持续2个机器周期的高电平可实现复位操作。此引脚还可接上备用电源。在Vcc掉电期间，由 向内部RAM提供电源，以保持内部RAM中的数据。

（4） /Vpp（引脚号31）： 为内部程序存储器和外部程序存储器的选择端。当 为高电平时，访问内部程序存储器（PC值小于4K）；当 为低电平时，访问外部程序存储器。对于87C51单片机，在EPROM编程期间，此端为21V编程电源输入端。