80C51单片机的引脚功能

1、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（P0P3）、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

2、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

3、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。4I/O线   

4、60;    （1）P0口（引脚号3239）：单片机的双向数据总线和低8位地址总线。在访问外部存储器时实现分时操作，先用作地址总线，在ALE信号的下降沿，地址被锁存；然后用作为数据总线。它也可以用作双向输入/输出口。P0口能驱动8个LSTTL负载。       （2）P1口（引脚号18）：准双向输入/输出口，它能驱动4个LSTTL负载。       （3）P2口（引脚号2128）：准双向输入/输出口。在访问外部存储器时，用作高8位地址总线。P2口

5、能驱动4个LSTTL负载。       （4）P3口（引脚号1017）：准双向输入/输出口，它能驱动4个LSTTL负载。P3口的每一引脚还有另外一种功能：       P3.0RXD：串行口输入端       P3.1TXD：串行口输出端       P3.2 ：外部中断0中断请求输入端      

6、 P3.3 ：外部中断1中断请求输入端       P3.4T0：定时器/计数器0外部输入端       P3.5T1：定时器/计数器1外部输入端       P3.6 ：外部数据存储器写选通信号       P3.7 ：外部数据存储器读选通信号5时钟电路        80C51单片机内有一个高增

7、益反相放大器，其频率范围为1.2MHz12MHz，XTAL1和XTAL2分别为放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式或外部方式产生。       80C51内部方式时钟电路如图2-10（a）所示。在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，就能构成自激振荡电路。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路。电容器C1和C2主要起频率微调作用，电容值可选取为30pF左右（外接晶体时）或40pF左右（外接陶瓷谐振器时）。       80C51外部方式时钟电路如图2-10

8、（b）所示。XTAL1接外部振荡器，XTAL2悬空。对外部振荡信号无特殊要求，只要保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波1.2 80C51 复位及复位电路1.2.1 复位结构图 2-11 80C51复位结构80C51复位结构如图2-11所示，此处的复位引脚只是单纯地称为RST而不是RST/VPD，因为CHMOS型单片机的备用电源也是由VCC引脚提供的。无论是HMOS型还是CHMOS型的单片机，在振荡器正在运行的情况下，复位是靠在RST/VPD引脚加持续2个机器周期（即24个振荡周期）的高电平来实现的。在RST引脚出现高电平后的第二个周期执行内部复位，以后每个周期重复一次，直至RST端变

9、低电平。1.2.2 复位电路及复位操作单片机的复位有上电复位和按钮手动复位两种。如图2-12（a）所示为上电复位电路，图（b）所示为上电按键复位电路。图2-12 80C51复位电路上电复位是利用电容充电来实现的，即上电瞬间RST端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。图2-12 (a)中的R是施密特触发器输入端的一个10K下拉电阻，时间常数为10×10-6×10×103=100ms。只要VCC的上升时间不超过1ms，振荡器建立时间不超过10ms，这个时间常数足以保证完成复位操作。上电复位所需的最短时间是振荡周期建立时间加上2个机器周期时间，

10、在这个时间内RST的电平应维持高于施密特触发器的下阈值。上电按键复位2-12（b）所示。当按下复位按键时，RST端产生高电平，使单片机复位。复位后，其片内各寄存器状态见表2-3，片内RAM内容不变。          表 2-3 复位后内部寄存器状态寄存器 内容 寄存器 内容 PC 0000H TCON 00H ACC OOH TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 0FFH SCON 00H IP ×

11、5;000000B SBUF 不定 IE 0×000000B PCON 0×××0000B TMOD 00H     由于单片机内部的各个功能部件均受特殊功能寄存器控制，程序运行直接受程序计数器PC指挥。表2-3中各寄存器复位时的状态决定了单片机内有关功能部件的初始状态。另外，在复位有效期间（即高电平），80C51单片机的ALE引脚和 引脚均为高电平，且内部RAM不受复位的影响。1.3 80C51单片机时序1.3.1 时钟周期、机器周期与指令周期1指令周期 CPU执行一条指令所用的时间称为指令周期。一个指令周期由14个机器周期组成。2

12、机器周期 CPU执行一个基本操作所用时间称为机器周期，一个机器周期由6状态S1S6组成，每个状态由2时钟脉冲组成，前一个脉冲叫相位P1，后一个脉冲叫相位P2。因此一个机器周期由12个时钟脉冲S1P1、S1P2、S6P1、S6P2组成，如图2-13所示。3时钟脉冲周期 时钟脉冲周期T为计算机系统主频f的倒数，即：T =1/f。若系统主频为12MHZ，则T=1/12s。在80C51指令系统中，指令长度为13个字节。在单字节和双字节的指令中，除了乘法和除法指令为4周期以外，都是单周期或双周期的。三字节指令都是双周期的。若系统主频为12M，则单周期指令执行时间为12T=12×121 =1s。

13、双周期指令执行时间为24T=24×121 =2s。4按字节与周期的指令分类 指令按字节与周期可分为4类：单字节单周期、双字节单周期、单字节双周期、访问外存储器指令，现用4条指令来说明4类指令的机器码字节数、机器周期数及时钟周期数。其中，INC指令是将累加器A或DPTR内容加1，而MOVX A，DPTR指令是将以DPTR为地址的存储单元内容送累加器A。上述指令将在第三章中介绍，读者只要知道指 令的机器码字节数及机器周期数即可。 1.3.2 80C51单片机指令的取指、执行时序现按4类指令介绍CPU时序。因为CPU工作的过程就是取指令与执行指令的过程，所以CPU必须先取出指令，然后才能执

14、行指令。1双字节单周期指令 由于双字节单周期指令必须在一个周期内取机器码二次，所以必须在一个机器周期内安排二次读操作码的操作，分别发生在S1P2与S4P2。在S1P2读入机器码74并送入指令寄存器IR，在S4P2读入数据03送入累加器A，即读2取2。在指令的执行过程中，P0口要分时传送地址与数据，因此当操作码的地址从P0口输出后，必须发地址锁存信号ALE给74LS373锁存器，将地址锁存在74LS373内，腾出P0口读入机器码74。在取数据03时同样要发ALE信号。因此，在一个机器周期内地址锁存信号二次有效，见80C51时序图2-13。2单字节单周期指令 对单字节单周期指令，由于操作码只有一个

15、字节，因此第一次读操作码有效，而第二次读的操作码将被丢弃，即：读1丢1，且程序计数器PC不加1。3单字节双周期指令 对单字节双周期指令，由于操作码只有一个字节，而执行时间长达2个机器周期，因此除第1次读操作码有效外，其余三次读的操作码均被放弃，即：读1丢3。4访问外部存储器指令MOVX 执行访问外部存储器指令MOVX时，首先从程序存储器中取出指令，然后从外部数据存储器中取出数据，因此该指令执行时序图与前三类指令不同。由于MOVX是单字节双周期指令，所以在取指令阶段（即第一个机器周期的S1P1到S4P2）是读1丢1，而在执行指令读数据阶段（即第一个机器周期的S5到第二个机器周期的S3）所完成的操作如下：（1）先将外部数据存储单元的地址ADDR由DPTR从P0与P2口输出，即时序图中的S5P1到S6P2阶段。并