1.5 MCS-51单片机的主要引脚

MCS-51系列单片机中，双列直插、40引脚单片机的实物图和引脚图如图1-28所示。

图1-28 MCS-51单片机的实物图和引脚图

观察51 单片机芯片实物，可以发现其正面顶端中央有一个直径约2.5 mm的半圆形凹坑，凹坑左侧、引脚旁边有一引脚起始标记。对于起始标记，一般用一个小三角形作为标记，也有用一个小圆点和指向小圆点的三角形箭头共同作为标记的。无论用什么作起始标记都不大重要，重要的是这个标记左侧的第一个引脚就是该芯片的第一只引脚，即引脚1。然后沿逆时针方向，引脚号依次为2、3、4、…、40，共计40 只引脚。在芯片上印有起始引脚标记，不是单片机芯片特有的，几乎所有的芯片都有此标记，依据此标记，可以找到起始引脚1，沿逆时针方向，其他引脚自然能够找到。芯片引脚在硬件电路的设计和焊接过程中非常重要。如果一个单片机系统的硬件部分出现引脚的连接错误或其他类似问题，这个系统自然不会正常工作，也不可能得到预期的功能和结果。

在能清楚地找到和区别51单片机的40只引脚后，下面就这40只引脚做较为细致的说明。51单片机的40只引脚，可以分成以下三类。

（1）电源和时钟引脚：VCC，GND，XTAL2，XTAL1。

（2）I/O口引脚：P0口、P1口、P2口、P3口，每一个口有8只引脚。

（3）编程和控制引脚：RST，ALE，PSEN，EA。

① VCC（40引脚）：电源端，一般接5V±10%电源。

② GND（20引脚）：接地端（此引脚也可用VSS命名）。

③ XTAL2（18引脚）和XTAL1（19引脚）：外接时钟引脚。当单片机使用内部振荡电路时，此两引脚之间连接石英晶体（晶振）和振荡电容。常用晶振的频率有6 MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz，一般选12 MHz者居多。如果是串行通信，则选11.0592 MHz为最佳。振荡电容一般选无极性电容，容量在30 pF左右均可。

④ P0口（32～39引脚）：P0口是一个漏极开路8位双向三态口，由于内部没有上拉电阻，故呈高阻态，因而不能正常输出高或者低电平，在使用时要外接上拉电阻，一般取4.7 kΩ或5.1 kΩ均可。P0口的8个位分别是P0.0、P0.1、P0.2、…、P0.7，且每一个位可以单独控制。

⑤ P1口（1～8引脚）：P1口是一个内部有上拉电阻的8位准双向I/O口。由于输入不能锁存，输出没有高阻态，因此不是真正的双向I/O口，姑且称为“准”双向I/O口。P1口在输出时没有什么特殊要求，但在输入时，必须先置1，即先向口写入高电平1，然后外部的高或者低电平才能被单片机准确地“读”取。P1 口的8 个位分别是P1.0、P1.1、P1.2、…、P1.7，且每一个位可以单独控制。

⑥ P2口（21～28引脚）：P2口也是一个内部有上拉电阻的8位准双向I/O口。其特点与P1 口完全相同，输入时也必须先置1。P2 口的8 个位分别是P2.0、P2.1、P2.2、…、P2.7，且每一个位可以单独控制。

⑦ P3口（10～17引脚）：P3口也是一个内部有上拉电阻的8位准双向I/O口，但它具有第二功能。P3 口的第一功能就是用作一般I/O口，此时，它与P1口和P2 口完全一样。用作第二功能时，P3 口的8 个引脚分别具有不同的功能，具体如表1-1所示。P3口的8个位分别是P3.0、P3.1、P3.2、…、P3.7，且每一个位可以单独控制。需要特殊说明的是，P3口大多使用其第二功能。

表1-1 P3口第二功能

⑧ RST（9引脚）：单片机复位引脚。在单片机电源上电接通的情况下，从该引脚向单片机输入连续两个以上机器周期（12 MHz晶振时，约2μs）的高电平，就可以使单片机复位，即让单片机从程序存储器（ROM）的0000H地址处开始（H代表十六进制），重新执行程序。

⑨ ALE（30引脚）：地址锁存信号输出端。此引脚的功能有3 个。一是当单片机在访问扩展的片外存储器时，该引脚上出现的下降沿（高电平到低电平）信号，用于将P0 口上的地址信号送入锁存器（如74HC573或373）锁存起来，从而实现P0口上输出的地址信息和数据信息的隔离；二是该引脚在没有访问扩展的片外存储器时，其上固定输出1/6晶振频率的时钟信号，例如，当外接晶振12 MHz时，ALE引脚将固定输出2 MHz的时钟信号，此信号可作为其他相关外部器件的时钟信号使用；三是在烧片（程序下载）时要用到此引脚，目前烧片工作有专门的设备（编程器）来完成，开发者对该引脚不用做任何额外的电路设计或操作，此功能可以不予关注。

⑩ （29引脚）：片外程序存储器输出允许控制端，低电平有效。目前所用单片机的程序存储器空间已经足够大，中小型应用开发一般不需要外接片外程序存储器，所以此引脚也暂且不用关注。

⑪（31引脚）：内部和外部程序存储器选择端。当单片机内部没有程序存储器时，必须要在单片机的外部扩展挂接程序存储器，此时，该引脚必须接低电平（接地）。目前所使用的单片机内部都有程序存储器，且容量足够大，故该引脚应接高电平（接+5 V电源）。考虑到51 单片机在复位以后，所有悬空未接的引脚都呈现高电平，所以此引脚可以悬空不接。若想保证该引脚上是稳定可靠的高电平，也可以直接将其与+5 V电源正极连接。

至此，51单片机的40只引脚已经一一列举，可以看到，具有固定硬件连接的引脚有电源和时钟引脚、复位引脚：VCC、GND、XTAL2、XTAL1 和RST，共计5 个。ALE、、三只引脚几乎不用，特别是和引脚，暂时可以不予关注。剩余32只引脚，分属4 个I/O口，P0、P1、P2、P3，它们是单片机应用系统中，单片机与外界联系的通道，自然是以后学习的重点。