1.3、引脚及其功能

MCS—51系列单片机的40个引脚中有2个专用于主电源引脚，2个外接晶振的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。

下面按引脚功能分为4个部分叙述引脚功能。 1、电源引脚Vcc和Vss Vcc（40脚）：接+5V电源正端； Vss（20脚）：接地；

2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2

XTAL1（19脚）：接外部石英晶体和微调电容的一端。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚接地；对于CHOMS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。

XTAL2（18脚）：接外部晶体和微调电容的另一端。在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。振荡电路的频率就是晶体的固有频率。当采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。对于CHMOS芯片，该引脚悬空不接。

3、控制信号或与其它电源复用引脚

控制信号或与其它电源复用引脚有RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP等4种形式。 （A）．RST/VPD（9脚）：RST即为RESET，VPD为备用电源，所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作，使单片机复位到初始状态。

当VCC发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该引脚可接上备用电源VPD

（+5V）为内部RAM供电，以保证RAM中的数据不丢失。

（B）．ALE/ PROG（30脚）：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存信号）以每机器周期两次的信号输出，用于锁存出现在P0口的低八位地址。在不访问片外存储器时，ALE端也以1/6的振荡频率固定输出正脉冲，所以该引脚可作为一个频率为fosc/6的时钟信号源或定时信号。

此引脚的第二功能是在对片内带有4KBEPROM的8751编程写（固有程序）时，作为编程脉冲输入端（PROG），低电平有效。

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（C）．PESN (29脚):片外程序存储器允许输出信号端,低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期PESN两次有效，以通过数据总线口读回指令或常数。当访问外部数据存储器期间，PESN信号将不出现。此引脚接EPROM的OE端。PSEN端有效，即允许读出EPROM/ROM中的指令码或数据。

（D）．EA/Vpp（31脚）：EA为访问外部程序储器控制信号，低电平有效。当EA端保持高电平时，单片机访问片内程序存储器4KB（MS—52子系列为8KB）。若超出该范围时，自动转去执行外部程序存储器的程序。当EA端保持低电平时，无论片内有无程序存储器，均只访问外部程序存储器。对于片内含有EPROM的单片机，在EPROM编程期间，该引脚用于接21V的编程电源Vpp。 4.输入/输出（I/O）引脚P0口、P1口、P2口及P3口

(A).P0口（39脚～32脚）：P0.0～P0.7统称为P0口。当不接外部存储器与不扩展I/O接口时，它可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O口时，P0口为地址/数据分时复用口。它分时提供低8位地址总线和八位双向数据总线。

对于片内含有EPROM的单片机，当EPROM编程时，从P0口输入指令字节，而当检验程序时，则输出指令字节。

(B).P1口（1脚～8脚）：P1.0～P1.7统称为P1口，可作为准双向I/O接口使用。对于MCS—52子系列单片机，P1.0和P1.1还有第2功能：P1.0口用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。对于EPROM编程和进行程序校验时，P0口接收输入的低8位地址。

(C).P2口（21脚～28脚）：P2.0～P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256个字节时，P2口用于高8位地址总线送出高8位地址。对于EPROM编程和进行程序校验时，P2口接收输入的高8位地址。

(D).P3口（10脚～17脚）：P3.0～P3.7统称为P3口。它为双功能口，可以作为一般的准双向I/O接口，也可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。P3口的第二功能见下表：

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单片机P3.0管脚定义 引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD（串行口输入端0） TXD（串行口输出端） INT0（外部中断0请求输入端，低电平有效） INT1（外部中断1请求输入端，低电平有效） T0（定时器/计数器0计数脉冲输入端） T1（定时器/计数器1数脉冲输入端） WR（片外数据存储器写选通信号输出端，低电平有效） RD（片外数据存储器读选通信号输出端，低电平有效） 表1 单片机P3.0管脚定义

综上所述，MCS—51系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点： 1).单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚具有第二功能；

2).单片机对外呈3总线形式，由P2、P0口组成16位地址总线；由P0口分时复用作为数据总线。 附:89C51的管脚如图

图2 89C51的管脚图

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2、 800立方米水箱给水设备系统的构成

800立方米由两台给水泵机组、水箱和三只浮球开关组成，其系统结构如图：

图3 800立方米水箱给水设备系统的构成

其中M1、M2为给水泵机组，LG、LD、LDD分别为水位高、水位低、水位低低浮球开关，当水位高（大于90开度）时，LG闭合，当水位低（小于75开度）时，LD闭合，当水位低低（小于50开度）时，LDD闭合。

800立方米水箱的控制器由8051系统构成。为避免电机的起停和电源波动时对电路的影响，输入输出均采用光电隔离。输出通过继电器，控制水泵机组的起停和报警，其电路图如下：

图4 光电隔离的原理

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