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AT89C51单片机对外部电路进行控制或交换信息都是通过I/O端口进行的。单片机的I/O端口分为并行I/O端口和串行I/O端口，它们的结构和作用并不相同。 1并行I/O端口 AT89C51有四个8位并行I/O端口，分别命名为P0口、P1口、P2口和P3口，它们都是 8位准双向口，每次可以并行输入或输出8位二进制信息。 2.1.3 I/O端口第一页，共21页。 AT89C51有一个全双工的可编程串行I/O端口，它利用了P3口的第二功能，即将P3.1引脚作为串行数据的发送线TXD，将P3.0引脚作为串行数据的接收线RXD。 2串行I/O端口第二页，共21页。2.1.4 定时器/计数器 AT89C51内部有两个16位可编程定时器/计数器，简称为定时器0(T0)和定时器1(T1)，T0和T1分别由两个8位寄存器构成，其中T0由TH0(高8位)和TL0(低8位)构成，T1由TH1(高8位)和TL1(低8位)构成。TH0、TL0、TH1、TL1都是SFR中的特殊功能寄存器。 T0和T1在TCON和TMOD的控制下可工作在定时器模式或计数器模式下，每种模式下又有不同的工作方式。当定时或计数溢出时还可申请中断。详细情况参见第6章。第三页，共21页。2.1.5 中断系统 单片机中的中断是指CPU暂停正在执行的原程序转而为中断源服务(执行中断服务程序)，在执行完中断服务程序后再回到原程序继续执行。中断系统是指能够处理上述中断过程所需要的部分电路。 AT89C51的中断系统由中断源、中断允许控制器IE、中断优先级控制器IP、定时器控制器TCON(中断标志寄存器)等构成，IE、IP、TCON均为SFR特殊功能寄存器(见表2.2)。第四页，共21页。2.2 AT89C51单片机引脚及其功能 AT89C51有40条引脚，与其他51系列单片机引脚是兼容的。这40条引脚可分为I/O端口线、电源线、控制线、外接晶体线四部分。其封装形式有两种：双列直插封装(DIP)形式和方形封装形式，如图2.2所示。第五页，共21页。图2.2 AT89C51封装和引脚分配图(a) 双列直插式封装 (b) 方形封装2.2 AT89C51单片机引脚及其功能AT89C51AT89C51第六页，共21页。 1P0口 P0口有八条端口线，命名为P0.0P0.7，其中P0.0为低位，P0.7为高位。每条线的结构组成如图2.3所示。它由一个输出锁存器，两个三态缓冲器，输出驱动电路和输出控制电路组成。P0口是一个三态双向I/O口，它有两种不同的功能，用于不同的工作环境。2.2.1 I/O端口功能第七页，共21页。图2.3 P0口位结构图1P0口第八页，共21页。 P1口有八条端口线，命名为P1.0P1.7，每条线的结构组成如图2.4所示。P1口是一个准双向口，只作普通的I/O口使用，其功能与P0口的第一功能相同。作输出口使用时，由于其内部有上拉电阻，所以不需外接上拉电阻；作输入口使用时，必须先向锁存器写入“1”，使场效应管T截止，然后才能读取数据。2. P1口第九页，共21页。图2. 4 P1口位结构图2. P1口第十页，共21页。 P2口有八条端口线，命名为P2.0P2.7，每条线的结构如图2.5所示。P2口也是一个准双向口，它有两种使用功能：一种是当系统不扩展外部存储器时，作普通I/O口使用，其功能和原理与P0口第一功能相同，只是作为输出口时不需外接上拉电阻；另一种是当系统外扩存储器时，P2口作系统扩展的地址总线口使用，输出高8位的地址A7A15，与P0口第二功能输出的低8位地址相配合，共同访问外部程序或数据存储器(64 KB)，但它只确定地址并不能像P0口那样还可以传送存储器的读写数据。3. P2口第十一页，共21页。图2.5 P2口位结构图3. P2口第十二页，共21页。 P3口有八条端口线，命名为P3.0P3.7，每条线的结构如图2.6所示。P3口是一个多用途的准双向口。第一功能是作普通I/O口使用，其功能和原理与P1口相同。第二功能是作控制和特殊功能口使用，这时八条端口线所定义的功能各不相同，如表2.3所示。4. P3口第十三页，共21页。图2.6 P3口位结构图4. P3口第十四页，共21页。表2.3 P3口各位的第二功能引脚第二功能功 能 说 明 P3.0RXD串行数据输入端 P3.1TXD串行数据输出端 P3.2INT0外部中断0中断请求信号输入端P3.3INT1外部中断1中断请求信号输入端P3.4T0定时/计数器0外部计数脉冲输入端P3.5T1定时/计数器1外部计数脉冲输入端P3.6WR片外RAM写选通信号输出端 P3.7RD片外RAM读选通信号输出端 第十五页，共21页。 在单片机中，口是一个集数据输入缓冲、数据输出驱动及锁存等多项功能于一体的I/O电路。AT89C51的4个口在电路结构上基本相同， P0P3口都可作为普通I/O口来使用。但又各具特点，因此在功能和使用上各口之间有一定的差异。各口用作输入时，均须先写入“1”；P0口用作输出时，应外接上拉电阻。5I/O口的读写第十六页，共21页。 (1) VCC：+5 V电源线。 (2) VSS：接地线。2.2.2 电源线 2.2.3 外接晶体引脚 (1) XTAL1：片内振荡器反相放大器的输入端和内部时钟工作的输入端。采用内部振荡器时，它接外部石英晶体和微调电容的一个引脚。 (2) XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端，接外部石英晶体和微调电容的另一端。采用外部振荡器时，该引脚悬空。第十七页，共21页。 AT89C51单片机的控制线有如下几种： (1) RST：复位输入端，高电平有效。 (2) ALE/ ：地址锁存允许/编程线。 (3) ：外部程序存储器的读选通线。 (4) /VPP：片外ROM允许访问端/编 程电源端。 2.2.4 控制线第十八页，共21页。2.4 AT89C51单片机工作方式 2.4.1 复位方式 单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。第十九页，共21页。 1.复位原理： AT89C51单片机的复位靠外部电路实现，信号由RESET(RST)引脚输入，高电平有效，在振荡器工作时，只要保持RST引脚高电平两个机器周期，单片机即复位。复位后，PC程序计数器的内容为0000H，其他特殊功能寄存器的复位状态如表2.5所示。片内RAM中内容不变。 2. 常用复位电路： 一般有上电复位、手动开关复位和自动复位电路三种，如图2.9所示。 2.4.1 复位方式第二十页，共21页。图2.9 单片机复位电路图(a) 上电复位电路；(b) 手动复位电路；(c) 自动复位电路2. 常用复位电路第二十一页，共21页。
