51单片机简介：深入浅出的解读

51单片机简介

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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。出产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，只有学会了51单片机的应用，这些单片机也就根本都能使用了。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+单片机为根底进行讲解。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依据自己须要对单片机型号进行选择。只有程序能装的下，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，内部构造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，不同型号的单片机须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写端，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，须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，须要将XTAL1接地，外部时钟信号由XTAL2脚输写。

RST（9脚）—单片机复位引脚。当输写不间断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，就是单片机从头初始执行程序。

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，由于此时我们使用的单片机内部已经有足够大的ROM，所以简直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振荡周期频次输出（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）。从这里能够看到，当系统没有进行扩展时，ALE会以1/6振荡周期的固定频次输出，因此能够作为外部时钟，或作为外部定时脉冲使用。PROG为编程脉冲的输写端，单片机的内部有程序存储器（ROM），它的作用是用来寄存用户须要执行的程序，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写才写进去的，这个脉冲的输写端口就是PROG。此时有很多单片机都已经不须要编程脉冲引脚往内部写程序了，假如我们用的STC单片机，它能够直接通过串口往里面写程序，只须要三条线与计算机相连即可。而且此时的单片机内部都已经带有丰盛的RAM，所以也不须要再扩展RAM了，因此ALE/PROG这个引脚的用途也已经不大。

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，利用此引脚输写21V的烧写电压。由于此时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，输写也不能锁存，故不是真正的双向I/O口。之所以称它为“准双向”是由于该口在作为输写使用前，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/计数器的外部输写，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写/输出或第二功能。

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彩蛋：最近有同学跟我要单片机的资料，我特意花几个月时间，总结了我10年产品研发经验，资料包几乎覆盖了C语言、单片机、模电数电、原理图和PCB设计、单片机高级编程等等，非常适合初学者入门和进阶。除此以外，再含泪分享我压箱底的22个热门开源项目，包含源码+原理图+PCB+说明文档，不是市面上打包卖的那种课程，我认为教程多未必是好事，10年前我自学快，除了自身执行力以外，还有就是教程少。不要害羞做伸手党，等你一个小红点。后期我也会组建一些纯技术交流的小圈子，让大家能认识更多的大佬，有个好的圈子，你对行业的认知一定是最前沿的。