51单片机（一）—— 51单片机简介

一、51单片机标识信息

        通常我们所说的51单片机是指以51内核扩展出的单片机。生产51单片机的厂商很多，51单片机的型号也很多。下表列出了一些51单片机的厂商和型号。

        以上提到的单片机都是51内核扩展出来的单片机，只要学会了51单片机的应用，这些单片机也就基本都能使用了。单片机都是相通的，不管是51单片机还是其它单片机，都是用户编程控制来实现一定的功能。

        接下来的一个系列的文章中以STC89C516RD+单片机为基础进行讲解。下面我们对这个单片机的标识进行解释：

       STC—前缀，表示芯片为STC公司生成的产品。

       8—表示该芯片为8051内核的芯片。

       9—表示内部含FLASH存储器，还有如80C51中的0表示内部含Mask ROM（掩模ROM）存储器；如87C51中7表示内部焊EPROM存储器（紫外线可擦除ROM）。

       C—表示该器件为CMOS产品。还有如89LV52和89LE58中的LV和LE都表示该芯片为低电压产品（通常为3.3V电压供电）；而89S52表示该芯片含有可串行下载功能的FLASH存储器，即具有ISP可在线编程功能。

        5—固定不变。

        16—表示该芯片内部程序存储空间的大小。16为63KB，还有如1为4KB，2为8KB，3为13KB，4为16KB，8为32KB。程序空间大小决定了一个芯片所能装入执行代码的多少。一般来说，程序存储空间越大芯片价格也越高，所以我们在选择芯片时要根据自己需要对单片机型号进行选择。只要程序能装的下，同类芯片的不同型号不会影响其功能。

        RD+—表示单片机内部RAM的代销，RD+表示内部RAM为1280B，还有如RC为512B。

二、 51单片机外部引脚介绍

51单片机有多种封装，我们这个系列文章对应的单片机是40脚的PDIP封装。该封装的引脚图如下图所示。

PDIP封装的单片机的实物图如下图所示。

另外，还有20，28，32，44等不同引脚数的51单片机。44脚PQFP/LQFP封装的单片机的引脚图如下图所示。

PQFP/LQFP封装的单片机的实物图如下图所示。

44引脚的单片机还有PLCC封装，引脚图如下图所示。

PLCC封装单片机的实物图如下图所示。

       虽然单片机的封装和引脚定义不同，但是其只是外在形式的不同，内部结构和使用方法是相同的，接下来我们以PDIP封装的单片机为例对单片机的引脚进行讲解。

        VCC（40脚）、VSS（20脚）—单片机的电源引脚，不同型号的单片机需要接入对应的电源电源电压。开发板上配带的单片机的供电电压为5V，低压单片机的电压为3.3V，用户在使用时要查看芯片手册，确保接入正确的电压。

        XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）—外部时钟引脚，XTAL1为内部振荡电路的输入端，XTAL2为内部振荡电路的输出端。8051的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，需要在这两个引脚上外接石英晶体和振荡电容，振荡电容的值一般为10pf~30pf；另一种是外部时钟方式，需要将XTAL1接地，外部时钟信号由XTAL2脚输入。

        RST（9脚）—单片机复位引脚。当输入连续两个机器周期以上为高电平时为有效，用来完成单片机的复位初始化操作，复位后程序计数器PC=0000H，即复位后将从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码，通俗的讲，就是单片机从头开始执行程序。

       PSEN（29脚）—程序存储器允许输出控制端。在读外部程序存储器时PSEN低电平有效，以实现外部程序存储器单元的读操作，由于现在我们使用的单片机内部已经有足够大的ROM，所以几乎没有人再去扩展外部ROM，因此这个引脚大家只需了解即可。

       ALE/PROG（30脚）—在单片机扩展外部RAM时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。ALE有可能是高电平也可能是低电平，当ALE是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE信号会跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器；当ALE是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。关于锁存器的内容，我们后面会有详细介绍。在没有访问外部存储器期间，ALE以1/6振荡周期频率输出（即6分频），当访问外部存储器时，以1/12振荡周期输出（即12分频）。从这里可以看到，当系统没有进行扩展时，ALE会以1/6振荡周期的固定频率输出，因此可以作为外部时钟，或作为外部定时脉冲使用。PROG为编程脉冲的输入端，单片机的内部有程序存储器（ROM），它的作用是用来存放用户需要执行的程序，那么我们怎样才能将写好的程序存入这个ROM中呢？实际上，我们是通过编程脉冲输入才写进去的，这个脉冲的输入端口就是PROG。现在有很多单片机都已经不需要编程脉冲引脚往内部写程序了，比如我们用的STC单片机，它可以直接通过串口往里面写程序，只需要三条线与计算机相连即可。而且现在的单片机内部都已经带有丰富的RAM，所以也不需要再扩展RAM了，因此ALE/PROG这个引脚的用处也已经不大。

        EA（31脚）— EA接高电平时，单片机读取内部程序存储器。当扩展有外部ROM时，当读取完内部ROM后自动读取外部ROM。EA接低电平时，单片机直接读取外部ROM。8031单片机内部是没有ROM的，所以在使用8031单片机时，这个引脚是一直接低电平的。8751单片机烧写内部EPROM时，利用此引脚输入21V的烧写电压。因为现在我们用的单片机都有内部ROM，所以一般在设计电路时此引脚始终接高电平。

        I/O口引脚—P0口、P1口、P2口和P3口。

        P0口（32脚~39脚）—双向8位三态I/O口，每个口可独立控制。51单片机P0口内部没有上拉电阻，为高阻状态，所以不能正常地输出高/低电平，因此该组I/O口在使用时务必要外接上拉电阻，一般我们选择接入10k欧的上拉电阻。

        P1口（1脚~8脚）—准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻，这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向I/O口。之所以称它为“准双向”是因为该口在作为输入使用前，要先向该口进行写1操作，然后单片机内部才可正确读出外部信号，也就是要使其先有个“准”备过程，所以才称为准双向口。单片机P1.0引脚的第二功能为T2定时器/计数器的外部输入，P1.1引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装触发，即T2的外部控制端。

        P2口（21脚~28脚）—准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻，与P1口相似。

        P3口（10脚~17脚）—准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻，作为第一功能使用时就当做普通I/O口，与P1口相似，作为第二功能使用时，各引脚的定义如下表所示。值得强调的是，P3口的每一个引脚均可独立定义为第一功能的输入/输出或第二功能。

P3口的第二功能定义