引腳功能：

MCS-51是標準的40引腳雙列直插式集成電路芯片,引腳分布請參照----單片機引腳圖：

l P0.0~P0.7 P0口8位雙向口線（在引腳的39~32號端子）。

l P1.0~P1.7 P1口8位雙向口線（在引腳的1~8號端子）。

l P2.0~P2.7 P2口8位雙向口線（在引腳的21~28號端子）。

l P3.0~P3.7 P2口8位雙向口線（在引腳的10~17號端子）。

這4個I/O口具有不完全相同的功能,大家可得學好了,其它書本里雖然有,但寫的太深,對于初學者來說很難理解的,我這里都是按我自已的表達方式來寫的,相信你也能夠理解的。

P0口有三個功能：

1、外部擴展存儲器時,當做數(shù)據(jù)總線（如圖1中的D0~D7為數(shù)據(jù)總線接口）

2、外部擴展存儲器時,當作地址總線（如圖1中的A0~A7為地址總線接口）

3、不擴展時,可做一般的I/O使用,但內(nèi)部無上拉電阻,作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻。

P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。

P2口有兩個功能：

1、擴展外部存儲器時,當作地址總線使用

2、做一般I/O口使用,其內(nèi)部有上拉電阻;

P3口有兩個功能：

除了作為I/O使用外（其內(nèi)部有上拉電阻）,還有一些特殊功能,由特殊寄存器來設置,具體功能請參考我們后面的引腳說明。

有內(nèi)部EPROM的單片機芯片（例如8751）,為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源,這些信號也是由信號引腳的形式提供的,

即：編程脈沖：30腳（ALE/PROG）

編程電壓（25V）：31腳（EA/Vpp）

接觸過工業(yè)設備的兄弟可能會看到有些印刷線路板上會有一個電池,這個電池是干什么用的呢？這就是單片機的備用電源,當外接電源下降到下限值時,備用電源就會經(jīng)第二功能的方式由第9腳（即RST/VPD）引入,以保護內(nèi)部RAM中的信息不會丟失。

（注：這些引腳的功能應用,除9腳的第二功能外,在“新動力2004版”學習套件中都有應用到。）

在介紹這四個I/O口時提到了一個“上拉電阻”那么上拉電阻又是一個什么東東呢？他起什么作用呢？都說了是電阻那當然就是一個電阻啦,當作為輸入時,上拉電阻將其電位拉高,若輸入為低電平則可提供電流源;所以如果P0口如果作為輸入時,處在高阻抗狀態(tài),只有外接一個上拉電阻才能有效。

ALE 地址鎖存控制信號：在系統(tǒng)擴展時,ALE用于控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來,以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。參見圖2（8051擴展2KB EEPROM電路,在圖中ALE與4LS373鎖存器的G相連接,當CPU對外部進行存取時,用以鎖住地址的低位地址,即P0口輸出。

由于ALE是以晶振六分之一的固定頻率輸出的正脈沖,當系統(tǒng)中未使用外部存儲器時,ALE腳也會有六分之一的固定頻率輸出,因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。

PSEN 外部程序存儲器讀選通信號：在讀外部ROM時PSEN低電平有效,以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。

1、內(nèi)部ROM讀取時,PSEN不動作;

2、外部ROM讀取時,在每個機器周期會動作兩次;

3、外部RAM讀取時,兩個PSEN脈沖被跳過不會輸出;

4、外接ROM時,與ROM的OE腳相接。

參見圖2—（8051擴展2KB EEPROM電路,在圖中PSEN與擴展ROM的OE腳相接）

EA/VPP 訪問和序存儲器控制信號

1、接高電平時：

CPU讀取內(nèi)部程序存儲器（ROM）

擴展外部ROM：當讀取內(nèi)部程序存儲器超過0FFFH（8051）1FFFH（8052）時自動讀取外部ROM。

2、接低電平時：CPU讀取外部程序存儲器（ROM）。

3、8751燒寫內(nèi)部EPROM時,利用此腳輸入21V的燒寫電壓。

RST 復位信號：當輸入的信號連續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效,用以完成單片機的復位初始化操作。

XTAL1和XTAL2 外接晶振引腳。當使用芯片內(nèi)部時鐘時,此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容;當使用外部時鐘時,用于接外部時鐘脈沖信號。

VCC：電源+5V輸入

VSS：GND接地。

各端口工作原理講解

并行端口

P0端口

總線I／O端口,雙向,三態(tài),數(shù)據(jù)地址分時復用,該端口除用于數(shù)據(jù)的輸入／輸出外,在8031單片機外接程序存儲器時,還分時地輸出／輸入地址／指令。由Po端口輸出的信號無鎖存,輸入的信息有讀端口引腳和讀端口鎖存器之分。P0端口8位中的一位結構圖見下圖：

由上圖可見,P0端口由鎖存器、輸入緩沖器、切換開關與相應控制電路、場效應管驅動電路構成。

在輸出狀態(tài)下,當切換開關MUX向下時,從內(nèi)部總線來的數(shù)據(jù)經(jīng)鎖存器反相和場效應管T2反相,輸出到端口引腳線上。此時,場效應管T1關斷,因而這種輸出方式應為外接上拉電阻的漏極開路式。當切換開關MUX向上時,一位地址／數(shù)據(jù)信號分時地輸出到端口線上。此外,由T1、T2的通斷組合,形成高電平、低電平與高阻浮動三態(tài)的輸出。

在輸入狀態(tài)下,從鎖存器和從引腳上讀來的信號一般是一致的,但也有例外。例如,當從內(nèi)部總線輸出低電平后,鎖存器Q＝0,Q＝1,場效應管T2開通,端口線呈低電平狀態(tài)。此時無論端口線上外接的信號是低電乎還是高電平,從引腳讀入單片機的信號都是低電平,因而不能正確地讀入端口引腳上的信號。又如,當從內(nèi)部總線輸出高電平后,鎖存器Q＝1,Q＝0,場效應管T2截止。如外接引腳信號為低電平,從引腳上讀入的信號就與從鎖存器讀入的信號不同。為此,8031單片機在對端口P0一P3的輸入操作上,有如下約定：為此,8031單片機在對端口P0一P3的輸入操作上,有如下約定：凡屬于讀-修改-寫方式的指令,從鎖存器讀入信號,其它指令則從端口引腳線上讀入信號。

讀-修改-寫指令的特點是,從端口輸入(讀)信號,在單片機內(nèi)加以運算(修改)后,再輸出(寫)到該端口上。下面是幾條讀--修改-寫指令的例子。

這樣安排的原因在于讀-修改-寫指令需要得到端口原輸出的狀態(tài),修改后再輸出,讀鎖存器而不是讀引腳,可以避免因外部電路的原因而使原端口的狀態(tài)被讀錯。

P0端口是8031單片機的總線口,分時出現(xiàn)數(shù)據(jù)D7一D0、低8位地址A7一AO,以及三態(tài),用來接口存儲器、外部電路與外部設備。P0端口是使用最廣泛的I／O端口。

P1端口:

通用I／0端口,準雙向靜態(tài)口。輸出的信息有鎖存,輸入有讀引腳和讀鎖存器之分。P1端口的一位結構見下圖. 由圖可見,P1端口與P0端口的主要差別在于,P1端口用內(nèi)部上拉電阻R代替了P0端口的場效應管T1,并且輸出的信息僅來自內(nèi)部總線。由內(nèi)部總線輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)鎖存器反相和場效應管反相后,鎖存在端口線上,所以,P1端口是具有輸出鎖存的靜態(tài)口。

由下圖可見,要正確地從引腳上讀入外部信息,必須先使場效應管關斷,以便由外部輸入的信息確定引腳的狀態(tài)。為此,在作引腳讀入前,必須先對該端口寫入l。具有這種操作特點的輸入／輸出端口,稱為準雙向I／O口。8031單片機的P1、P2、P3都是準雙向口。P0端口由于輸出有三態(tài)功能,輸入前,端口線已處于高阻態(tài),無需先寫入l后再作讀操作。

單片機復位后,各個端口已自動地被寫入了1,此時,可直接作輸入操作。如果在應用端口的過程中,已向P1一P3端口線輸出過0,則再要輸入時,必須先寫1后再讀引腳,才能得到正確的信息。此外,隨輸入指令的不同,H端口也有讀鎖存器與讀引腳之分。

Pl端口是803l單片機中唯一僅有的單功能I／O端口,并且沒有特定的專用功能,輸出信號鎖存在引腳上,故又稱為通用靜態(tài)口。

P2端口:

P2端口的一位結構見下圖：

由圖可見,P2端口在片內(nèi)既有上拉電阻,又有切換開關MUX,所以P2端口在功能上兼有P0端口和P1端口的特點。這主要表現(xiàn)在輸出功能上,當切換開關MUX向左時,從內(nèi)部總線輸出的一位數(shù)據(jù)經(jīng)反相器和場效應管反相后,輸出在端口引腳線上;當MUX向右時,輸出的一位地址信號也經(jīng)反相器和場效應管反相后,輸出在端口引腳線上。

由于8031單片機必須外接程序存儲器才能構成應用電路,而P2端口就是用來周期性地輸出從外存中取指令的地址(高8位地址),因此,P2端口的切換開關MUX總是在進行切換,分時地輸出從內(nèi)部總線來的數(shù)據(jù)和從地址信號線上來的地址。因此P2端口是動態(tài)的I／O端口。輸出數(shù)據(jù)雖被鎖存,但不是穩(wěn)定地出現(xiàn)在端口線上。其實,這里輸出的數(shù)據(jù)往往也是一種地址,只不過是外部RAM的高8位地址。

在輸入功能方面,P2端口與P0和H端口相同,有讀引腳和讀鎖存器之分,并且P2端口也是準雙向口。

可見,P2端口的主要特點包括：

①不能輸出靜態(tài)的數(shù)據(jù);

②自身輸出外部程序存儲器的高8位地址;

②執(zhí)行MOVX指令時,還輸出外部RAM的高位地址,故稱P2端口為動態(tài)地址端口。