MCS-51单片机的引脚描述及片外总线结构

### MCS-51单片机的引脚描述及片外总线结构 #### 一、芯片的引脚描述 MCS-51系列单片机是广泛应用的一种微控制器，其核心设计围绕着Intel的8051架构。MCS-51单片机通常采用40引脚的直插封装（DIP）形式，也有部分采用44引脚的方型封装。本文主要针对40引脚封装进行讲解，并简要介绍44引脚封装的特点。 #### 二、40引脚封装详解 MCS-51单片机的40引脚封装包括以下几类重要的引脚： ##### 1. 主电源引脚：VCC和VSS - **VCC**（第40脚）：接+5V电压，为单片机供电。 - **VSS**（第20脚）：接地，用于形成完整的电源回路。 ##### 2. 外接晶体引脚：XTAL1和XTAL2 - **XTAL1**（第19脚）：外接晶体的一个引脚，同时也是内部振荡器的输入端。 - **XTAL2**（第18脚）：外接晶体的另一个引脚，连接至内部振荡器的反相放大器输出端。 当采用外部振荡器时，HMOS单片机的XTAL1引脚应接地，XTAL2接外部振荡器的信号；而CHMOS单片机的XTAL1作为驱动端，XTAL2则应处于悬浮状态。 ##### 3. 控制或与其它电源复用引脚：RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP - **RST/VPD**（第9脚）：复位引脚，当振荡器运行时，此引脚上的高电平持续两个机器周期将会导致单片机复位。此外，该引脚还可以在主电源VCC下降时，提供备用电源VPD，以保证内部RAM数据不丢失。 - **ALE/PROG**（第30脚）：当访问外部存储器时，ALE信号用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE也会以振荡器频率的1/6的频率输出脉冲信号，可用于定时或作为输出时钟。对于EPROM单片机，在编程过程中，此引脚用于输入编程脉冲。 - **PSEN**（第29脚）：外部程序存储器的读选通引脚，每读取一条指令或常数时，会激活两次。当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不会出现。 - **EA/VPP**（第31脚）：当EA保持高电平时，系统首先访问内部程序存储器，超过一定地址范围后转向外部程序存储器。对于无内部程序存储器的单片机，如8031，此引脚必须接地。对于EPROM型单片机，在编程时此引脚还用于施加21V的编程电源。 ##### 4. 输入/输出（I/O）引脚：P0、P1、P2、P3（共32根） - **P0口**（第39至32脚）：双向8位三态I/O口，用作地址总线的低8位以及数据总线，能够驱动8个LS型的TTL负载。 - **P1口**（第1至8脚）：准双向8位I/O口，可以驱动4个LS型的TTL负载。对于8052等型号，P1.0和P1.1还具有额外的功能，例如T2定时/计数器的外部输入和捕捉/重装触发。 - **P2口**（第21至28脚）：准双向8位I/O口，在访问外部存储器时用作地址总线的高8位，可以驱动4个LS型的TTL负载。 - **P3口**（第10至17脚）：准双向8位I/O口，除了基本的I/O功能外，还包括多种特殊功能，例如串行通信、外部中断等。 #### 三、44引脚方型封装简介 44引脚封装的MCS-51单片机相较于40引脚封装，增加了几个额外的引脚，主要是为了适应更复杂的应用场景。44引脚封装的芯片虽然引脚数量更多，但实际上只有40个是真正使用的，另外四个引脚（标有NC的1、12、23、34）并不使用。 #### 四、片外总线结构 MCS-51单片机的片外总线结构主要包括地址总线和数据总线，以及相应的控制信号线。具体而言： - **地址总线**：由P0口（低8位）和P2口（高8位）组成，共同形成16位地址总线，使得MCS-51单片机能寻址64KB的外部存储空间。 - **数据总线**：由P0口组成，实现与外部存储器或设备之间的数据交换。 - **控制信号线**：包括ALE、PSEN、RD、WR等信号线，用于控制外部存储器的操作。 通过以上引脚描述及片外总线结构的详细介绍，我们可以了解到MCS-51单片机的基本组成及其工作原理。这对于理解和应用MCS-51单片机至关重要。