一、教学目的:掌握单片机的引脚功能
二、教学重点:单片机的P0、P1、P2、P3口的使用和区别
三、教学步骤:
(1) 单片机(AT89S51)外观
(2) 单片机(AT89S51)的引脚功能图
(3) 51系列单片机8031、8051及89c51/89s51均采用40Pin封装的双列直接DIP结构。上图是它们的引脚配置:40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明:
1、电源引脚
Vcc40脚正电源脚,工作电压为5V,另有AT89LV51工作电压则是2.7-6V, 引脚功能一样。
GND20接地端
2.外接晶体引脚
Pin19:时钟XTAL1脚, Pin18:时钟XTAL2脚,
XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端,XTAL2则是输出端,使用外部振荡器时,外部振荡信号应直接加到XTAL1,而XTAL2悬空。内部方式时,时钟发生器对振荡脉冲二分频,如晶振为12MHz,时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。
型号同样为AT89C51的芯片,在其后面还有频率编号,有12,16,20,24MHz可选。大家在购买和选用时要注意了。如AT89C51 24PC就是最高振荡频率为24MHz,40P6封装的普通商用芯片。
3.复位RST9
在振荡器运行时,有两个机器周期(24个振荡周期)以上的高电平出现在此引脚时,将使单片机复位,只要这个脚保持高电平,51芯片便循环复位。复位后P0-P3口均置1引脚表现为高电平,程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时,芯片为ROM的0000H处开始运行程序。常用的复位电路如下图所示。
复位操作不会对内部RAM有所影响。当8051通电,时钟电路开始工作,在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。什么叫复位?复位是单片机重新执行程序代码的意思。
8051的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位,见下图。此外,RESET/Vpd还是一复用脚,Vcc掉电期间,此脚可接上备用电源, 以保证单片机内部RAM的数据不丢失。
输入输出(I/O)引脚:
Pin39-Pin32为P0.0-P0.7输入输出脚,称为P0口,是一个8位漏极开路型双向I/O口。内部不带上拉电阻,当外接上拉电阻时,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载电路。通常在使用时外接上拉电阻,用来驱动多个数码管。 在访问外部程序和外部数据存储器时,P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线,不需要外接上拉电阻。
Pin1-Pin8为P1.0-P1.7输入输出脚,称为P1口,是一个带内部上拉电阻的8位双向I/0口。P1口能驱动4个LSTTL负载。 通常在使用时外不需要外接上拉电阻,就可以直接驱动发光二极管。端口置1时,内部上拉电阻将端口拉到高电平,作输入用。
我们现在讲一个它的输出功能吧,在单片机工作时,我们 可以通过用指令控制单片机的引脚输出高电平或者低电平。如: 指令CLR ,清零的意思。
CLR P1.0 ;让单片机从第一脚输出低电平。
指令 SETB,置1的意思。
SETB P1.0 ;让单片机从第一个脚输出高电平。
请问让第8个脚输出低电平的指令如何写?
Pin21-Pin28为P2.0-P2.7输入输出脚,称为P2口,是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口能驱动4个LSTTL负载。端口置1时,内部上拉电阻将端口拉到高电平,作输入用。对内部Flash程序存储器编程时,接收高8位地址和控制信息。在访问外部程序和16位外部数据存储器时,P2口送出高8位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。
Pin10-Pin17为P3.0-P3.7输入输出脚,称为P3口,是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口能驱动4个LSTTL负载,这8个引脚还用于专门的第二功能。端口置1时,内部上拉电阻将端口拉到高电平,作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时,接控制信息。
P1-3端口在做输入使用时,因内部有上接电阻,被外部拉低的引脚会输出一定的电流。
除此之外P3端口还用于一些专门功能,具体请看下表。
P3引脚 | 兼用功能 |
P3.0 | 串行通讯输入(RXD) |
P3.1 | 串行通讯输出(TXD) |
P3.2 | 外部中断0( INT0) |
P3.3 | 外部中断1(INT1) |
P3.4 | 定时器0输入(T0) |
P3.5 | 定时器1输入(T1) |
P3.6 | 外部数据存储器写选通WR |
P3.7 | 外部数据存储器写选通RD |
什么叫上拉电阻?上拉电阻简单来说就是把电平拉高,通常用4.7-10K的电阻接到Vcc电源,下拉电阻则是把电平拉低,电阻接到GND地线上。具体说明也不是这里要讨论的,接下来还是接着看其它的引脚功能吧。
5.其它的控制或复用引脚
(1) ALE/PROG 30 访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许)的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器,ALE端仍以不变的频率输出脉冲信号(此频率是振荡器频率的1/6)。在访问外部数据存储器时,出现一个ALE脉冲。对Flash存储器编程时,这个引脚用于输入编程脉冲PROG
(2) PSEN 29 该引是外部程序存储器的选通信号输出端。当AT89C51由外部程序存储器取指令或常数时,每个机器周期输出2个脉冲即两次有效。但访问外部数据存储器时,将不会有脉冲输出。
(3) EA/Vpp 31 外部访问允许端。当该引脚访问外部程序存储器时,应输入低电平。要使AT89S51只访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),这时该引脚必须保持低电平。对Flash存储器编程时,用于施加Vpp编程电压。
看到这您对AT89S51引脚的功能应该有了一定的了解了,引脚在编程和校验时的时序我们在这里就不做详细的探讨,通常情况下我们也没有必要去撑握它,除非你想自己开发编程器。
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