8051的引脚定义及功能
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第 1 页 共 9 页 8051的引脚定义及功能
图(一)
图(二)
第 2 页 共 9 页 图(三)
1、 主电源引脚Vcc和Vss
Vcc-------电源端,工作电源和编程校验(+5v)
Vss-------接地端
2、 时钟振荡电路引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1和XTAL2分别用作石英晶体振荡电路的反相器输入和输出端,也是独立的输入和输出反相放大器。两脚之间一般接一个1.2~12MHz的晶振,也可以接频率高达24MHz或者更高,但是频率越高功耗也就越大,常用晶振有3.58MHz、6MHz、11.059MHz和12MHz。和晶振并联的两个电容的大小对振荡频率有微小影响,可以起到频率微调作用。一般而言,电容可以在20~40pF之间选择。在实际设计时,晶振和电容尽可能与单片机靠近,以减少引
第 3 页 共 9 页 线的寄生电容。(也可以采用陶瓷谐振器件,此时,振荡电容要大一些,一般在30~50pF之间,常用33pF)。
检测晶体是否起振的方法:用示波器可以观察到XTAL2输出的十分漂亮的正弦波;也可用万能表测量(档位调到直流档,这时测得的是有效值)XTAL2与地之间的电压,可以看到2V左右的电压。
① 在使用内部振荡电路时,这两个端子用来外接石英晶体,振荡频率为晶振频率,振荡信号送至内部时钟电路产生时钟脉冲信号
② 采用外部振荡电路,则XTAL2用于输入外部振荡脉冲,该信号直接送至内部时钟电路,而XTAL1必须接地
3、 控制信号引脚RST/ VPD 、ALE/PROG、PSEN和EA/Vpp
RST/Vpp-------RST为复位信号输入端。
当RST端保持2个机器周期(24个时钟周期)以上的高电平时,使单片机完成复位操作,实际制作是可以用同一数量级的电阻和电容代替,充电时间RC或可以直接测量,以保证单片机的复位电路可靠。此引脚内部已有一个50~300k的电阻器接地,所以只须接一个电容器至+Vcc,即可在电源ON时产生开机复位的功能,但常在RESET引脚用一个8.2~10k电阻器接地,以缩短开机复位的时间。也可在电容器两端并联一个常开按钮,以便按此按钮时可以强迫系统复位。如果RST持续为高
第 4 页 共 9 页 电平,单片机就处于循环复位状态。
复位操作通常两种基本形式:
上电自动复位:上电瞬间,电容两端电压不能突变,此时电容的负极RESET相连,电压全部加在了电阻上,RESET的输入为高,芯片被复位,随之+5v电源给电容充电,电阻上的电压渐渐减小,最后约为0,芯片正常工作。并联在电容的两端为复位开按钮。一般来说,只要RST管脚上保持10ms以上的高电平,就能使单片机复位。当复位信号发生后会产生下列作用:
①复位特殊功能寄存器的值
特殊功能寄存器复位后的默认值表
寄存器名称 复位值
PC 0000H
ACC 00H
B 00H
PSW 00H
SP 07H
DPTR 0000H
P0---P3 FFH
IP(8051) XXX00000B
IP(8052) XX000000B
IE(8051) 0XX00000B
IE(8052) 0X000000B
TMOD 00H
TCON 00H
T2CON(8052) 00H
TH0 00H
TL0 00H
TH1 00H
TL1 00H
TH2(8052) 00H
TL2(8052) 00H
RCAP2H(8052) 00H
第 5 页 共 9 页 RCAP2L(8052) 00H
SCON 00H
SBUF 不一定
PCON(HMOS) 0XXXXXXXB
PCON(CMOS) 0XXX0000B
注:(8051)代表8031、8051、80C51、87C51、89C51等型号;
(8052)代表80C32、80C52、87C52、87C54和89C55等型号;(HMOS)代表HMOS版本,(CMOS)代表CMOS版本
②在P0~P3的每一个引脚都写入1
③令CPU从地址0000H开始执行程序
第2功能VPD为内部RAM的备用电源输入端。当主电源Vcc一旦发生断电(称掉电或失电)降到一定低电压值时,可通过VPD 为单片机内部RAM提供电源,以保护片内RAM中的信息不丢失,使上电后能继续正常运行。
ALE/PROG------- ALE为地址锁存允许信息。在访问外部存储器时,ALE用来锁存P0扩展地址低8位的地址信号(当CPU对外部设备存取数据时,此脚输出脉冲的下降沿可用来锁住由P0送出的低字节地址)。在不访问外部存储器时,ALE也以时钟振荡频率的1/6的固定速率输出,因而它又可用作外部定时或其他需要。但是,在遇到访问外部数据存储器时,会丢失一个ALE脉冲。ALE能驱动8个LSTTL门输入端。第2功能PROG是对内部ROM编程时的编程脉冲输入端。
PSEN-------外部程序存储器控制信号。当访问外部ROM时,PSEN产生负脉冲作为外部ROM的选通信号。
第 6 页 共 9 页 而在访问外部数据RAM或片内ROM时,不会产生有效的PSEN信号。PSEN可驱动8个LSTTL门输入端。
EA/Vpp-------访问外部程序存储器控制信号。对8051而言,它们的片内有4KB的程序存储器。
当EA为高电平时,CPU访问程序存储器有2种情况:第一种情况是访问的地址空间在0~4KB范围内,CPU访问片内程序存储器;第2种情况是访问的地址超出4KB时,CPU将自动执行外部程序存储器的程序,即访问外部ROM。
当EA接地时,只能访问外部ROM。
第2功能Vpp为编程电源输入。
4、4个8位I/O端口P0、P1、P2和P3
P0口(P0.0~P0.7)是一个8位漏极开路型的双向I/O口。内部没有上拉电阻器。若欲输出高电平或低电平,须用户在引脚接上外部上拉电阻器,如下图:
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当外接存储器或I/O时,必须利用P0.0~P0.7作为地址总线及数据总线。P0作输出端口用时,每只引脚均可驱动8个LSTTL负载。若某引脚想做输入脚用,则须先将1写入该引脚。
第2功能是在访问外部存储器时,分时提供低8位地址线和8位双向数据总线。在对片内ROM进行编程和校验时,P0口用于数据的输入和输出。
P1口(P1.0~P1.7)是一个内部带提升电阻(上拉电阻,约30k)的准双向I/O口,每只引脚可驱动4个LSTTL负载。每只引脚均可当成输入脚或输出脚用。若某引脚想做输入脚用,则须先将1写入该引脚。在对片内ROM编程和校验时,P1口用于接收低8位地址。
引脚名称 特殊功能
第 8 页 共 9 页 P1.0 T2(定时/计数器2的外部输入脚)
P1.1 T2EX(定时/计数器2处于捕获或自动再加载模式下的触发输入脚)
P2口(P2.0~P2.7)是一个内部带提升电阻的8位准双向I/O口,类似P1。第2功能是当CPU使用16位的地址对外部存储器进行存取时,P2被用来输出地址的高8位地址。在对片内ROM进行编程和校验时,P2口用作接收高8位地址和控制信号。
P3口(P3.0~P3.7)是一个内部带提升电阻的8位准双向I/O口,类似P1。在系统中,这8个引脚都由各自的第2功能。如下表
表1.1 P3口的第2功能
P3口各引脚 第2功能
P3.0 RXD(串行端口的输入脚)
P3.1 TXD(串行端口的输出脚)
P3.2 INT0(外部中断0输入)
P3.3 INT1(外部中断1输入)
P3.4 T0(定时器/计数器的外部输入)
P3.5 T1(定时器/计数器的外部输入)
P3.6 WR(片外数据存储器写选通控制输出)
P3.7 RD(片外数据存储器读选通控制输出)
WR------当CPU欲将数据送至外部RAM或I/O设备时,
第 9 页 共 9 页 此脚会产生负脉冲,称为写入脉冲输出端。
RD-------当CPU欲从外部RAM或I/O设备时,此脚会产生负脉冲,称为读取脉冲输出端。
各端口的负载能力:P0口的每一位能驱动8个LSTTL门输入端,P1~P3口的每一位能驱动4个LSTTL门输入端。
51单片机系列的I/O口作为输出口时,其拉电流(向外输出电流)的能力是A级别,不足以点亮一个发光二极管;而其灌电流(往内输入电流)的方式可高达20mA,故采用灌流式驱动发光二极管,而如今的一些增强型单片机,是可以采用拉电流方式驱动LED的,因此只要单片机的输出电流能力足够即可。
注:LED的额定电压和额定电流:
LED--------------.7~.4V/--------------2.7~4.2V3mm---2mA~10mA红/绿12蓝白直径为
一般都串联一个限流电阻,来限制发光二极管的工作电流在2mA~10mA。