MCS-51单片机的引脚及内部结构.
MCS-51单片机的内部结构及引脚
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结构特点：
MCS-51系列单片机为哈佛结构（而非普林斯顿结构） 1）内ROM：4KB 2）内RAM：128B 3）外ROM：64KB 4）外RAM：64KB 5）I / O线： 32根（4埠，每埠8根） 6）定时/计数器：2个16位可编程定时/计数器 7）串行口：全双工，2 根 8）寄存器区：工作寄存器区、在内128B RAM中，分4个区， 9）中断源：5源中断，2级优先 10）堆栈：最深128B 11）布尔处理机：位处理机，某位单独处理 12）指令系统：五大类，111条
MCS-51单片机的内部结 构及引脚
一、单片机硬件结构
内部结构 引脚功能 内存的配置 CPU时序 I / O接口
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二、 概述
Intel MCS-51 系列单片机三个版本：8031、8051、 8751（8位机）
Intel MCS-96系列机：8096 （16位机） 除此之外，Motorla公司、Zilog公司、Mcrochip相 继推出产品， 各系列产品内部功能、单元组成、指令系统不尽相 同。 Intel公司单片机问世早，系列齐全，兼容性强，所 以得到广泛使用。
作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片
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5、串行输入/输出口（2条） 串行通信、扩展I / O接口芯片
6、定时/计数器（16位、加1计数） 计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求，与 CPU之间独立工作
7、时钟电路 内振、外振。 8、中断系统 五源中断、2级优先。
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MCS-51单片机的逻辑结构及
2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及 信号引脚
MCS-51单片机结构框图 MCS-51芯片内部逻辑结构 MCS-51的信号引脚
MCS-51单片机结构框图
MCS-51芯片内部逻辑结构
1.中央处理器（CPU ） 中央处理器CPU是单片机的核心，完成运算和控 制操作。它包括运算器和控制器电路。 1 ）运算器电路 运算器主要用来实现对操作数的算术、逻辑运算 和位操作的。 主要包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC （A ）、暂存寄存器、B 寄存器、程序状态字PSW、 两个暂存器以及BCD码运算修正电路。
其地址为0003h0023h是五个中断源的中断地址区0003h000ah外部中断0中断地址区000bh0012h定时器计数器0中断地址区0013h001ah外部中断1中断地址区001bh0022h定时器计数器1中断地址区0023h002ah串行中断地址区中断服务程序超过8个字节时在中断地址区的首地址存放一条无条件转移指令转移到中断服务程序
专用寄存器地址表
MCS-51的堆栈操作
后进先出 入栈PUSH 出栈POP 1.堆栈的功用 保护断点 保护现场
2.堆栈的开辟 MCS-51的堆栈只能开辟在芯片内部的数据存储器中。 3.堆栈指示器SP 专用寄存器地址81H SP的内容是堆栈栈顶的地址 系统复位后SP的内容是07H 4.堆栈类型
5.堆栈的使用方法 自动方式 调用子程序或中断时 指令方式 使用堆栈操作指令 PUSH、POP
PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0
CY AC F0 RS1 RS0 OV 未用 P
进位标志 辅助进位标志 用户标志 寄存器组选择 寄存器组选择 溢出标志 带符号数加减运算 溢出; 乘法积超过8位；除数为0 奇偶标志
mcs-51单片机的引脚和输入输出端口
MCS-51单片机的引脚和输入输出端口MCS-51有4组8位I/O口，共占用32个引脚：P0、P1、P2和P3口，P1、P2和P3为准双向口，P0口则为双向三态输入输出口。
●P0口（P0.0～P0.7）占用32～39脚；●P1口（P1.0～P1.7）占用1～8脚；●P2口（P2.0～P2.7）占用21～28脚；●P3口（P3.0～P3.7）占用10～17脚；这四个口的主要功能如下：(1) P0 口是一个8位不带内部上拉电阻的漏极开路型准双向I／O口，因此该口输出时需外接上拉电阻，而P1 、P2 和P3口都是带内部上拉电阻的8位双向I／O口。
(2) 在访问片外ROM时，P0口分时兼作数据总线和低8位地址线；P2口作高位地址线。
(3) 内部带程序存储器的芯片，在EPROM编程和程序验证时，P1输入低8位地址，P2输入高8位地址，P0输入指令代码。
（注：P1、P2作输入口时，必须要使每位先置“1”，才能读入外部数据。
）(4) P3口除作双向I／0口外还兼有专用功能。
P0口和P2口：图1为P0口和P2口其中一位的电路图，由图可见，电路中包含一个数据输出锁存器和两个三态数据输入缓冲器，另外还有一个数据输出的驱动和控制电路。
这两组口线用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口，而不能像P1、P3直接用作输出口。
它们一起可以作为外部地址总线，P0口身兼两职，既可作为地址总线，也可作为数据总线。
P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。
外部的程序存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，因为216=64k，所以8051最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器P1口：图2为P1口其中一位的电路图，P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口，当作为输入口时，1写入锁存器，Q(非)=0，T2截止，内上拉电阻将电位拉至1，此时该口输出为1，当0写入锁存器，Q(非)=1,T2导通，输出则为0。
MCS51单片机的引脚
MCS51单片机的引脚单片机，这个在电子世界里扮演着重要角色的小家伙，其中MCS51 单片机更是经典中的经典。
要深入了解 MCS51 单片机，就不得不从它的引脚说起。
MCS51 单片机一般有 40 个引脚，这些引脚就像是单片机与外部世界交流的“窗口”，各有各的功能和作用。
先来说说电源引脚。
VCC（40 脚）和 VSS（20 脚），VCC 接＋5V 电源，为单片机提供工作所需的能量；VSS 则接地，形成完整的电路回路。
这就好比人的心脏和血管，为整个身体输送着“动力”和“养分”。
时钟引脚 XTAL1（19 脚）和 XTAL2（18 脚）也很关键。
时钟就像是单片机的“心跳”，控制着单片机内部的工作节奏。
XTAL1 是内部振荡器反相放大器的输入端，XTAL2 则是输出端。
通过外接晶振和电容，就能为单片机提供稳定的时钟信号，让它有条不紊地工作。
控制引脚更是有着重要的作用。
RST（9 脚）是复位引脚，当这个引脚接收到高电平并保持一定时间后，单片机就会重新初始化，就像电脑死机后重启一样。
ALE/PROG（30 脚），在访问外部存储器时，这个引脚会输出一个脉冲信号用于锁存低 8 位地址。
PSEN（29 脚）则是读外部程序存储器的选通信号，低电平有效。
EA/VPP（31 脚）决定了单片机访问程序存储器的方式，如果接高电平，先访问内部程序存储器，超出范围后再访问外部；如果接低电平，则只访问外部程序存储器。
再看看输入输出引脚，也就是我们常说的 I/O 口。
P0 口（39 32 脚）是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。
在访问外部存储器时，它分时用作低 8 位地址线和 8 位数据线。
P1 口（1 8 脚）是一个准双向 I/O 口，只能作为通用的输入输出口使用。
P2 口（21 28 脚）也是一个准双向I/O 口，在访问外部存储器时，它输出高 8 位地址。
P3 口（10 17 脚）除了作为准双向 I/O 口外，还具有第二功能。
MCS-51单片机的内部结构
§ 2.2.2 控制器
1.程序计数器PC ( Program Counter )；
程序计数器PC：程序地址指示器，是16位专用 寄存器，其内容表示下一条要执行的指令的16位 地址。
PC具有自动加1的功能。 系统复位后，PC=0000H。
§ 2.2.2 控制器
§2.2.1 运算器
（3）程序状态字PSW（字节地址：D0H）
寄存当前指令执行的某些状态；反映指令执行结果的一些 特征。
1)四个状态标志位
C：进位标志位 AC：半进位标志位 P：奇偶标志位 OV：溢出标志位
2)设定标志位 F0、F1标志位：用户标志位 RS1、RS0：工作寄存器组 指针
§2.2.1 运算器
（2）基本结构： 1)CPU 2)存储器 3)输入/输出 接口电路 4)总线
§2.1 MCS-51单片机结构
总 体 结 构
§2.1 MCS-51单片机结构
基本特性
•CPU :8位 •存储器:
•128字节RAM •21个专用寄存器（亦称特殊功能寄存器SFR） •4K字节ROM存储器 •并行口:4个8位并行口 •串行口:1个全双工的串行口 •定时器/计数器:2个16位的定时器/计数器 •中断系统:5个中断源,两个中断优先级 •寻址范围: 64K字节（程序存储区和外部数据存储区各64K）
RS1 RS0 00 01 10 11
寄存器区 0区 1区 2区 3区
§2.2.1 运算器
程序状态字
Cy AC F0 RS1 RS0 OV F1 P
⑤溢出标志OV： Overflow flag
作有符号数进行算术运算时，若计算结果超出-128~+127 范围，则OV置1，否则置0。
§2.2.1 运算器
MCS-51单片机内部结构
MCS-51单片机内部结构8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：·中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
·数据存储器(RAM)：8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
·程序存储器(ROM)：8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
·定时/计数器(ROM)：8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
·并行输入输出(I/O)口：8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
·全双工串行口：8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
·中断系统：8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
·时钟电路：8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。
单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。
MCS-51单片机的引脚
P0.1 P0.2
(2)、振荡从电片内路R：OXMT的A0L0010、H单XT元A开L始2
P0.3
取 指 令 ， 即 从 片 内 ROM 的
P0.4 (3)、复位引脚：RST
P0.5
0000H开始执行程序；若EA为
P0.6 P0.7
(存4)器、,将并低行8口位地：址P锁0、住。P1当、80P521 、送出P3低
8位地址的时候,锁存器应该处于送数状
(态5);、在低EA8位：地访址问消程失之序前存,锁储存控器制应信该处号
于锁存状态。
(26、)、当P片S外E存N储：器外存部取R数O据M时读，选AL通E信为 号
(7低 器)8不、位存A地取L址E数输：据出地时锁，址存A锁信LE存号输；控出当制固片信定外频号存率储的
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
RST RXD/ P3. 0 TXD/ P3.1 INT0/ P3.2 INT1/ P3.3
T0/ P3.4 T1/ P3.5 WR/ P3.6 RD/ P3.7
XTAL2 XTAL1
VSS
1
40
2
39
3
38
4 5
8031
(7)、ALE：地址锁存控制信号
1、管脚图
MCS51单片机信内E号A外访程引问序外存R脚O储M简控器制选信介择号。，当
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
RST RXD/ P3. 0 TXD/ P3.1 INT0/ P3.2 INT1/ P3.3
T0/ P3.4 T1/ P3.5 WR/ P3.6 RD/ P3.7
XTAL2 XTAL1
第2章 MCS-51单片机基本结构
第2章 MCS-51单片机基本结构
2.1 MCS-51单片机内部结构 2.2 MCS-51单片机引脚功能 2.3 MCS-51单片机时序 2.4 单片机复位与复位电路 2.5 单片机最小应用系统 2.6 单片机低功耗运行
第2章 MCS-51单片机基本结构
2.1 MCS-51单片机内部结构
第2章 MCS-51单片机基本结构
2.1.2存储器
第2章 MCS-51单片机基本结构
2.1.2存储器
存储器小结：
第2章 MCS-51单片机基本结构
（1）地址的重叠性。数据存储器与程序存储器全 部64K地址重叠；程序存储器中的片内和片外低 4K地址重叠；数据存储器片内和片外最低的128 个字节地址重叠。虽然有这些重叠，但是由于采 取了不同的操作指令和外部引脚电平的控制，是 不会产生操作混乱的。 （2）程序存储器和数据存储器在使用上是严格区 分的，不同的操作指令不能混用。 （3）片外数据存储器中，数据区与用户外部扩展 的I/O口统一编址。因此，应用系统中所有外围接 口的地址均占用RAM地址单元。与外围接口进行 数据传送时，使用与访问外部数据存储器相同的 传送指令。
①CY（Carry Flag）
进位标志位。在执行运算过程中，如果结果的最高位 在加法运算时有进位或减法运算时有借位，Cy=1；否则， Cy=0。在进行位操作时，CY作为位累加器，作用相当于 CPU中的累加器A。
②AC（Auxiliary Carry Flag）
辅助进位标志位。进行加法或减法运算中，若低4位向 高4位有进位或借位，AC将被硬件置1，否则清0。AC位 常用于进行十进制调整指令和压缩BCD码运算。
第2章 MCS-51单片机基本结构
MCS-51单片机的组成
• • • • • •
3) 内部程序存储器（内部ROM） 8051 共有 4KB 掩膜 ROM ，用于存放程序、 原始数据或表格，因此，称之为程序存储器， 简称内部ROM。 4) 定时/计数器 8051 共有两个 16 位的定时 / 计数器，以实 现定时或计数功能，并以其定时或计数结果 对计算机进行控制。 5) 并行I/O口 MCS-51 共有 4 个 8 位的 I/O 口（ P0 、 P1 、 P2、P3），以实现数据的并行输入/输出。
87C52
8 KB
256 B
2×64 KB
3×16
4×8
1
6
2.2.1 51子系列和52子系列
•
• • • •
MCS-51系列又分为51和52两个子系列，并 以芯片型号的最末位数字作为标志。其中，51 子系列是基本型，而52子系列则属增强型。52 子系列功能增强的具体方面，从表 1-1 所列内 容中可以看出： (1) 片内ROM从4 KB增加到8 KB。 (2) 片内RAM从128 B增加到256 B。 (3) 定时/计数器从2个增加到3个。 (4) 中断源从5个增加到6个。
微型计算机系统
ห้องสมุดไป่ตู้
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
CPU 运 算 器 控 制 器
输 出 接 口 电 路
输 出 设 备
软 件 ＋ 系 统
存 储 器 硬件系统
图1-1 微型计算机硬件系统组成示意图
• 下面把组成计算机的5个基本部件作简单说明。 • 1) 运算器 • 运算器是计算机的运算部件，用于实现算术和逻辑 运算。计算机的数据运算和处理都在这里进行。 • 2) 控制器 • 控制器是计算机的指挥控制部件，它控制计算机各 部分自动、协调地工作。运算器和控制器是计算机的核 心部分，常把它们合在一起称之为中央处理器，简称 CPU。
51单片机各引脚及端口详解
51单片机各引脚及端口详解51单片机引脚功能：MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照----单片机引脚图：l ~ P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。
l ~ P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。
l ~ P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。
l ~ P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。
这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。
P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。
有内部EPROM的单片机芯片（例如8751）,为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池,这个电池是干什么用的呢这就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。
在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢他起什么作用呢都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。
51单片机常用芯片引脚图
常用芯片引脚图一、 单片机类1、MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。
MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O 接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。
引脚说明： P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时的位置/数据复用口。
P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O 接口无第二功能。
P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位位置。
P3.0～P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为为单片机的控制信号。
ALE/ PROG ：位置锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN ：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp ：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD ：复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍：MCS-96系列单片机是美国Intel 公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。
它含有比较丰富的软、硬件资源，适用于要求较高的实时控制场合。
它分为48引脚和68引脚两种，以48引脚居多。
引脚说明：RXD/P2.1 TXD/P2.0：串行数据传出分发送和接受引脚，同时也作为P2口的两条口线HS1.0～HS1.3：高速输入器的输入端HS0.0～HS0.5：高速输出器的输出端（有两个和HS1共用）Vcc ：主电源引脚（＋5V ）Vss ：数字电路地引脚（0V ）Vpd ：内部RAM 备用电源引脚（＋5V ）V REF ：A/D 转换器基准电源引脚（＋5V ）AGND ：A/D 转换器参考地引脚12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSENP2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13P2.4/A 12P2.3/A 11P2.2/A 10P2.1/A 9P2.0/A 8803180518751XTAL1、XTAL2：内部振荡器反相器输入、输出端，常外接晶振。
MCS51单片机的硬件结构
S3 S4 S5 S6 S1
例：MOV A,#09H
3、指令周期 是执行一条指令所需时间. 指令分为：单字节、双字节、三字节指令. 执行一条指令的时间：简单的1个机器周期,复杂的需2个或多
个机器周期.〔单、双字节指令为单机器周期；三字节都是双机器 周期；乘、除为4个机器周期〕
4、指令时序 执行指令,分为取指阶段和执行指令阶段.
2拍P1、P2,一个时钟周期时钟脉冲可表示为：S1P1,…S6P2〕 〔fosc=6MHz时,Tcy=2μs； fosc=12MHz时,Tcy=1μs 〕
一个机器周期
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6
P1 P2
P1 P2
ALE
读操作码 S1 S2
读下一个操作码（丢弃 ） 单字节单周期指令
*输出电路有上拉电阻〔输出不是三态的,为准双向口〕,在输入数据时, 应先向其锁存器写入1,使输出驱动电路的FET截止.
P2口的位结构电路原理图
四、P3端口 字节地址B0H,位地址B0H~B7H. 作用：通用I/O口；第二功能口.
P3口的位结构电路原理图
2.6 时钟电路与时序
时钟电路→产生时钟控制信号→ 控制单片机严格地按照时序执 行指令.
一、P0端口 字节地址80H,位地址80H~87H. 结构：锁存器,输出驱动电路,输入缓冲器 工作过程： *地址/数据线；
*通用I/O口〔输入时,应先向锁存器写入1；输入分有读引脚、读端口； 输出时须外接上拉电阻〕；
读锁存器
地址/数据 控制 &
内部总线 写入
D锁存器Q CP Q
MUX
VCC P0.x
时序：单片机内的各种操作都是在一系列脉冲〔控制信号〕 控制下进行的,而各个脉冲〔控制信号〕在时间上是有先后顺序的, 这种顺序就称为时序.
51单片机各引脚及端口详解
51单片机各引脚及端口详解51单片机引脚功能：MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照----单片机引脚图：l ~ P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。
l ~ P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。
l ~ P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。
l ~ P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。
这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。
P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。
有内部EPROM的单片机芯片（例如8751）,为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池,这个电池是干什么用的呢这就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。
在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢他起什么作用呢都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。
MCS-51单片机引脚功能介绍
MCS-51单片机引脚功能介绍
40 只引脚双列直插封装(DIP)。
40 只引脚按功能分为3 类：
(1)电源及时钟引脚: Vcc、Vss;XTAL1、XTAL2。
(2)控制引脚：PSEN*、EA* 、ALE、RESET (即RST)。
(3)I/O 口引脚：P0、P1、P2、P3，为4 个8 位I/O 口的外部引脚。
2.2.1 电源及时钟引脚
1.电源引脚
(1)Vcc(40 脚)：+5V 电源;
(2)Vss(20 脚)：接地。
2.时钟引脚
(1)XTAL1(19 脚)：如果采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。
(2)XTAL2(18 脚)：接外部晶体的另一端。
2.2.2 控制引脚
提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。
(1) RST/VPD(9 脚)：复位与备用电源。
(2) ALE/PROG*(30 脚)：第一功能ALE 为地址锁存允许，可驱动8 个LS 型TTL 负载。
PROG*为本引脚的第二功能。
为编程脉冲输入端。
(3) PSEN* (29 脚)：读外部程序存储器的选通信号。
可以驱动8 个LS 型TTL
负载。
(4) EA*/VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing，31 脚) EA*为内外程序存储器选择控制端。
EA*=1，访问片内程序存储器，但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051、8751)时，即超出片内程序存储器的4K 字节地址范围。
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P3口各引脚对应的第二功能
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
RXD TXD /INT0 /INT1 T0 T1
/WR /RD
PSW各位定义
D7H D6H D5H D4H D3H D2H D1H D0H CY AC F0 RS1 RS0 OV — P
（1）CY（PSW.7）:进位标志位 （2）AC（PSW.6）：辅助进位标志位。 （3）F0 （PSW.5）：用户标志位。 （4）RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):工作寄存器组选择位。 用于选择CPU当前使用寄存器组。
4、I/O引脚
﹡ P0口（P0.0～P0.7）：8位双向并行I/O接口。扩展外部存 储器或I/O口时，作为低8位地址总线和8位数据线的分时复 用接口，为双向三态。
﹡P1口（P1.0～P1.7） ：8位准双向并行I/O接口。
﹡P2口（P2.0～P2.7） ：8位准双向并行I/O接口。扩展外 部数据、程序存储器时，作为高8位地址输出端口。
用户RAM区(数据缓冲区) 位寻址区（00H～7FH） 工作寄存器区3区（R7～R0） 工作寄存器区2区（R7～R0） 工作寄存器区1区（R7～R0） 工作寄存器区0区（R7～R0）
内部RAM共有256个单元，通常把256个单元按功 能分划分为两部分：低128字节（00H～7FH）和高128 字节（80H～FFH）
1、P0口： P0口的字节地址为80H，位地址为80H～87H，既可以
做普通的I/O口使用也可以作为低8位的地址/数据线使用。
P0口某位结构
作为I/O口使用 内部控制信号为0，使与门输出0，使上拉FET管截止，MUX接通 锁存器端至输出电路。 (1)写端口 CPU经内部总线，把数据送入D锁存器，CPU的写脉冲作为触 发脉冲CP，锁存数据到Q端。经过MUX、T2反向后送到引脚。
（2）PSEN：片外程序存储器读选通有效信号
在CPU向片外程序存储器读取指令和常数时，每个机器周期 PSEN两次低电平有效。
（3）EA/VPP：访问程序存储器控制信号/编程电源输入端
﹡EA=0时，只访问片外程序存储器。
﹡EA=1时，单片机访问片内程序存储器。
（4）RST/VPD：复位/掉电保护信号输入端 ﹡ RST为复位信号输入端。当RST保持两个机器周期的高电平 时，可对单片机实现复位操作。 ﹡ VPD为该引脚的第二功能，是作为内部备用电源的输入端。
（三）内部数据存储器高128字节_____特殊功能 寄存器区 特殊功能寄存器介绍
1、程序计数器（PC）:用于存放将要执行的指令地址。 2、累加器A（8位寄存器）：用于存放操作数，也可用来存
放运算的中间结果 。
3、寄存器B（8位寄存器）：主要用于乘法和除法的运算， 也可作为一般的寄存器来暂存数据。 4、程序状态字PSW寄存器（8位寄存器）：用于存放程序运 行中的各种般的I/O输出时，必须外接上拉电阻才能有高电平输出；
(2)读端口
读引脚，读引脚信号把T3打开，使P0.X引脚内容经过T3、内部总线送入 CPU。
“读—修改—写”操作
例如：“CPL P0.0”的执行情况如下：首先，把P0口内容（锁存器 Q）读入CPU（注意P0.0～P0.7全部读入CPU）；然后，CPU把对应 位（P0.0）取反；最后，CPU把取反后的字节写入P0口，使P0.0变反， 而其它位保持不变。
（二）89C51的内部结构
存储器 定时/计数器 并行I/O口 串行口 中断控制系统 中央处理器 时钟电路
二、MCS－51单片机的内部数据存储器
（一）内部数据存储器RAM的地址分配
F8H～FFH . . . 80H～87H
SFR区
30H～7FH 20H～2FH 18H～1FH 10H～17H 08H～0FH 00H～07H
（二）内部数据存储器低128字节
内部数据存储器低128字节按其用途划分为三个区 •工作寄存器区 •位寻址区 •用户RAM区
片内RAM低128字节的配置
30H～7FH 20H～2FH 18H～1FH 10H～17H 08H～0FH 00H～07H
用户RAM区（数据缓冲区） 位寻址区（00H～7FH） 工作寄存器区3区（R7～R0） 工作寄存器区2区（R7～R0） 工作寄存器区1区（R7～R0） 工作寄存器区0区（R7～R0）
单片机硬件系统
一、MCS-51单片机的引脚及内部结构
（一）89C51单片机的引脚
1、电源引脚： VCC：外接+5V；GND：电源地线。 2、时钟引脚 XTAL1、XTAL2为内部振荡器的两条引出线． ３、控制引脚 （1）ALE/PROG：地址锁存控制信号／编程脉冲输 入端 ﹡ ALE：在系统扩展时，ALE用于控制P0口输出的低 8位地址锁存，以实现低8为地址和数据的隔离。 ﹡ PROG：在EEPROM或EPROM编程期间，该引脚 用来输入一个编程脉冲。
三、MCS－51单片机的内部程序存储器
MCS－51单片机包含64KB的程序存储器（ROM），包括片 内ROM和片外ROM （8031片内无程序存储器）。 1、作用：用于存放程序及表格常数。 2、指令：用“MOVC”指令可以访问程序存储器。
四、 MCS－51单片机的并行端口结构
MCS－51单片机共有4个8位的I/O口，分别记作P0、P1、 P2、P3。每个口都包含一个锁存器、一个输出驱动器和输入 缓冲器。这4个I/O口都是8位双向口，但又各具特点。
（5）OV （PSW.2）:溢出标志位。 （6）P（ PSW.0 ） :奇偶标志位。表明累加器A中的奇偶性。
5、数据指针（DPTR）：（16位寄存器） 由DPH和DPL两个8位特殊功能寄存器组成。通常在
访问外部数据存储器时作地址指针使用。 6、堆栈指针（SP）：用来暂存数据和地址。它是按“先进后出” 的原则存取数据的。堆栈共有两种操作：进栈和出栈。