AT89S51的引脚功能

     掌握AT89S51单片机，应首先了解AT 89S51的引脚，熟悉并牢记各引脚的功能。AT 89S51与80C51系列中各种型号芯片的引脚是互相兼容的。目前AT89S51单片机多采用40个引脚的双列直插封装(DIP)方式，如图2-2所示。此外，还有44个引脚的PLCC和TQFP封装方式的芯片。

    40个引脚按其功能可分为如下3类：
　　
　　(1)电源及时钟引脚——VCC、Vss；XTAL1、XTAL2。
　　
　　(2)控制引脚——PSEN（的反）、ALE/PROG（的反）、EA（的反）/Vpp、RST（即RESET）。
　　
　　(3)I/0口引脚-PO、Pl、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。
　　
　　下面结合图2-2介绍各引脚的功能。
　　
　　电源及时钟引脚1．电源引脚电源引脚接入单片机的工作电源。
　　
　　(1) Vcc（40脚）：接+5 V电源。
　　  
　  (2) Vss（20脚）：接数字地。
　　
　　2．时钟引脚(1) XTAL1（19脚）：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。当使用片内振荡器时，该引脚连接外部石英晶体和微调电容；当采用外接时钟源时，该引脚接外部时钟振荡器的信号。
　　
　　(2) XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时，该引脚连接外部石英晶体和微调电容；当采用外部时钟源时，该引脚悬空。
　　
　　控制引脚
　　
　　此类引脚提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。
　　
　　(1) RST（RESET，9脚）：复位信号输入端，高电平有效。在此引脚加上持续时间大于2个机器周期的高电平，就可以使单片机复位。在单片机正常工作时，此引脚应为≤0.5 V的低电平。
　　
　　当看门狗定时器溢出输出时，该引脚将输出长达96个时钟振荡周期的高电平。
　　
　　(2) EA（的反）/ Vpp(Enable Address/Voltage Pulse of Programing，31脚)：EA（的反）(External AccessEnable)为该引脚的第一功能，即外部程序存储器访问允许控制端。
　　
　　当EA（的反）引脚接高电平时，在PC值不超出OFFFH（即不超出片内4 KB Flash存储器的地址范围）时，单片机读片内程序存储器(4 KB)中的程序；当PC值超出（即超出片内4 KB Flash存储器地址范围）时，将自动转向读取片外60 KB(1000H～FFFFH)程序存储器空间中的程序。
　　
　　当EA（的反）引脚为低电平时，只读取外部程序存储器中的内容，读取的地址范围为OOOOH～FFFFH，片内的4 KB Flash程序存储器不起作用。
　　
　　Vpp为该引脚的第二功能，即在对片内Flash进行编程时，VPP引脚接人编程电压。
　　
　　(3) ALE/PROG（的反）(Address Latch Enable/PROGramming，30脚)：ALE为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器提供一个地址锁存信号，将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。
　　
　　此外，单片机在正常运行时，ALE端一直有正脉冲信号输出，此频率为时钟振荡器频率fosc的1/6。该正脉冲振荡信号可作外部定时或触发信号使用。但是要注意，每当AT89S51访问外部RAM时（即执行MOVX类指令时），要丢失一个ALE脉冲。
　　
　　如果需要，可将特殊功能寄存器AUXR（地址为8EH，将在本章后面介绍）的第O位(ALE禁止位)置l，来禁止ALE操作，但在执行访问外部程序存储器或外部数据存储器指令“MOVC”或“MOVX”时，ALE仍然有效。也就是说，ALE的禁止位不影响对外部存储器的访问。
　　
　　PROG（的反）为该引脚的第二功能，即在对片内Flash存储器编程时，此引脚作为编程脉冲输入端。
　　
　　(4) PSEN（的反）（Program Strobe ENable，29脚）：片外程序存储器的读选通信号，低电平有效。
　　
　　并行I/O口引脚
　　
　　(1) PO口：8位，漏极开路的双向I/O口。
　　
　　当AT89S51扩展外部存储器及I/O接口芯片时，PO口作为地址总线（低8位）及数据总线的分时复用端口。
　　
　　PO口也可作为通用的I/O口使用，但需加上拉电阻，这时为准双向口。当作为通用的I/O、输入时，应先向端口输出锁存器写入1。PO口可驱动8个LS型TTL负载。
　　
　　(2) Pl口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。
　　
　　Pl口是专为用户使用的准双向I/O口。当作为通用的I/O口输入时，应先向端口锁存器写入l。Pl口可驱动4个LS型TTL负载。
　　
　　MOSI/P1.5、MISO/Pl.6和SCK/PI.7也可用于对片内Flash存储器串行编程和校验，它们分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。
　　
　　(3) P2口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。
　　
　　当AT89S51扩展外部存储器及I/O口时，P2口作为高8位地址总线用，输出高8位地址。
　　
　　P2口也可作为普通的I/O口使用。当作为通用的I/O输入时，应先向端口输出锁存器写入l。P2口可驱动4个LS型TTL负载。
　　
　　(4) P3口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。
　　
　　P3口可作为通用的I/O口使用。当作为通用的I/O输入时，应先向端口输出锁存器写入l。P3口可驱动4个LS型TTL负载。
　　
　　P3口还可提供第二功能。其第二功能定义见表2-1。
　　
　　表2-1  P3口的第二功能定义
　　
　　综上所述，PO口作为地址总线（低8位）及数据总线使用时，为双向口；作为通用的I/O口使用时，为准双向口，这时需加上拉电阻。Pl口、P2口、P3口均为准双向口。
　　
　　要特别注意准双向口与双向口的差别。准双向口仅有两个状态。而PO口作为地址总线（低8位）及数据总线使用时，口线内无上拉电阻，由两个MOS管串接且开漏输出，处于高阻的“悬浮”状态。因此PO口与Pl口、P2口、P3口这三个准双向口相比，又多了一个高阻“悬浮”状态，故PO口为双向三态I/O口。为什么PO口要有高阻“悬浮”态呢？这是由于PO口作为数据总线使用时，多个数据源都挂在数据总线上，当PO口不需要与其他数据源打交道时，需要与数据总线高阻“悬浮”隔离，因此，PO口必须要有高阻的“悬浮”状态，而准双向I/O口无高阻的“悬浮”状态。另外，准双向口作为通用的I/O口输入使用时，一定要向该口先写入1。