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您的位置网站首页>>跟我学单片机>>《教师吧》课堂:第六课:单片机引脚功能
责任编辑:刘昆山

  一、单片机的引脚功能

  各位朋友,大家好,我是教师吧http://www.jiaoshi8.com的站长刘昆山老师,下面我们开始今天的学习了。单片机是让一块芯片通过其引脚控制各种不同的外围电路,实现具体功能的单片微型计算机。所以要学好单片机技术,必须先了解单片机的引脚功能。单片机的种类很多,有51系列、PIC系列、AVR系列等,我们以最常见的ATMEL公司生产的51系列的AT89S51为例讲解。AT89S51采用了40引脚的双列直插DIP封装形式,引脚配置图如下:



  我们把单片机的40个引脚分成了四类:主电源输入引脚、时钟电路引脚、控制类引脚、输入输出I/O口引脚。

  1、主电源输入引脚

  单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC,一般外接+5V电压。第20脚为接地引脚GND,常见电路如下图所示:

  2、时钟电路引脚

  单片机是一种时序电路,必须有时钟信号才能正常工作。单片机芯片的18脚(XTAL2)、19脚(XTAL1)分别为片内反向放大器的输出端和输入端,只要在18脚(XTAL2)和19脚(XTAL1)之间接上一个晶振,再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。常见的时钟电路如下:

  注意,当采用外部时钟时,19脚(XTAL1)接地,18脚(XTAL2)接外部时钟信号,本文就不详细讨论了。

  3、控制信号引脚

  控制信号引脚共有4个,分别是第9脚(RST/VPD)、第29脚(PSEN)、第30脚(ALE/PROG)、第31脚(EA/Vpp)。在第9脚、30脚、31脚功能描述上都有一个“/”,这说明这个引脚具有第二功能,也就是说,该引脚既可以作前面的功能,也可以作后面的功能,本文主要讲解常用的功能。
  (1)第9脚RST(Reset),复位信号输入端。单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控,或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现,信号从RST引脚输入,高电平有效,只要保持RST引脚高电平2个机器周期,单片机就能正常复位。
常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路二种:

  (2)第29脚(PSEN):片外程序存储器ROM读选通信号。

  (3)第30脚(ALE):地址锁存允许信号输出端。
以上第29脚(PSEN)和第30脚(ALE)一般在扩展片外存储器或I/O口时才用到,所以本文不详细讨论。

  (4)第31脚(EA):内部与外部程序存储器选择输入端。当EA引脚接高电平时,CPU先访问片内4KB的程序存储器,执行内部程序存储器中的指令,当程序计数器超过0FFFH时,将自动转向片外程序存储器,既是从1000H地址单元开始执行指令;当EA引脚接低电平时,不管片内是否有程序存储器,CPU只访问片外程序存储器。

   AT89S51内部有4KB的程序存储器,所以根据该脚的引脚功能,只有将该脚接上高电平,才能先从片内程序存储器开始取指令。
  常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。

  4、输入输出I/O口引脚

  主要是指P0、P1、P2、P3口共32个引脚。
  I/O口,是英文IN/OUT的缩写,就是输入/输出的意思。AT89S51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。这四个口的电路结构不完全相同,所以使用也有区别。

  (1) P0口:第39到32脚,属于双向8位三态I/O口,此口为地址总线(低8位)及数据总线分时复用口时可以不接上拉电阻;当作I/O口使用时,必须外接上拉电阻,可驱动8个LS型TTL负载,一般不直接作I/O口使用。

  (2) P1口:第1到8脚,8位准双向I/O口,内部带上拉电阻,作I/O使用,可驱动4个LS型TTL负载。

  可以通过指令使单片机的引脚输出高低电平,下面我们来学二个常见的操作码,CLR和SETB。
  CLR,该操作码的功能是清零。
  如:CLR P1.0;就是要把P1.0清零。
  在单片机正常工作的时候,如果执行这条指令,就是对P1.0清零,既是让单片机的第一个引脚输出低电平。
  SETB,该操作码的功能是置1。
  如:SETB P1.0;就是要把P1.0置1。
  在单片机正常工作的时候,如果执行这条指令,就可对P1.0置1,既是让单片机的第一个引脚输出高电平。
  当作为输入口使用时应先向P1口锁存器写1后才能正常读取引脚上的数据,这里就不详细讨论了。

  (3) P2口:第21到28脚,8位准双向I/O口,作I/O口使用时和P1口相似,可驱动4个LS型TTL负载,一般不直接作I/O口使用,而作扩展外部设备的地址总线(高8位)使用。

  (4) P3口:第10到17脚,8位准双向I/O口,双功能复用口,作I/O口使用时和P1口相似,可驱动4个LS型TTL负载。P3口具有的第二功能,用于串行输入输出、外部中断、计数器等特殊信号输入输出和数据存储器的读写控制信号,实际产品开发时一般不直接作I/O口使用,而重点使用其扩展的第二功能,本文不详细讨论。

  二、单片机的工作条件

  依据单片机的引脚功能和单片机的工作原理,要使单片机正常工作,必须具有五个基本电路,也称五个工作条件:

  1、电源电路

  2、时钟电路

  3、复位电路

  4、程序存储器选择电路

  5、外围电路

  6、相应的程序

  三、小结

  本文简单的介绍了但片机的40个引脚的功能,并结合功能特点设计了相关的电路,提出了单片机的工作条件,下次课我们将依据这些条件设计一个单片机最小系统,详细阐述单片机产品开发的基本过程。

上一页: 第五课:单片机基本知识讲解
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第七课:单片机最小系统的设计-单点亮一个LED
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