一、单片机的引脚功能
单片机是让一块芯片通过其引脚控制各种不同的外围电路，实现具体功能的单片微型计算机。
所以要学好单片机技术，必须先了解单片机的引脚功能。单片机的种类很多，有51系列、PIC系列、AVR系列等，我们以最常见的ATMEL公司生产的51系列的AT89S51为例讲解。AT89S51采用了40引脚的双列直插DIP封装形式，引脚配置图如下：
我们把单片机的40个引脚分成了四类：电源2个、时钟2个、控制类4个、输入输出I/O口4组（每组8个）。
1、主电源输入引脚
单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC，一般外接+5V电压。第20脚为接地引脚GND，常见电路如下图所示：
2、时钟电路引脚
单片机是一种时序电路，必须有时钟信号才能正常工作。单片机芯片的18脚(XTAL2)、19脚(XTALl)分别为片内振荡器的输出端和输入端，只要在18脚(XTAL2)和19脚(XTALl)之间接上一个晶振，再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。常见的时钟电路如下：
注意，当接外部时钟如有源晶体振荡器，19脚(XTALl)接地，18脚(XTAL2)接有源晶体振荡器的输出端。
3、控制信号引脚
控制信号引脚共有4个，分别是第9脚( RST/VPD)、第29脚(PSEN)、第30脚(ALE/PROG)、第31脚(EA/Vpp)。在第9脚、30脚、31脚功能描述上都有一个“/”，这说明这个引脚具有复用功能，也就是说，该引脚既可以作前面的功能，也可以作后面的功能。
(1)第9脚RST(Reset)，复位信号输入端。
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。MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现，信号从RST引脚输入，高电平有效，只要保持RST引脚高电平2个机器周期，单片机就能正常复位。
常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路二种：
(2)第29脚(PSEN)：片外程序存储器ROM读选通信号。
(3)第30脚(ALE)：外存储器低位地址锁存允许信号输出端，P0口是低位地址和数据复用口，ALE高时送出地址，ALE低时输入或输出数据。
以上第29脚( PSEN)和第30脚(ALE)-般在扩展片外存储器才用到，所以本文不详细讨论。
(4)第31脚(EA)：内部与外部程序存储器选择输入端。当EA引脚接高电平时，CPU先访问片内4KB的程序存储器，执行内部程序存储器中的指令，当程序计数器超过OFFFH时，将自动转向片外程序存储器，既是从1000H地址单元开始执行指令；当EA引脚接低电平时，不管片内是否有程序存储器，CPU只访问片外程序存储器。
AT89S51内部有4KB的程序存储器，所以根据该脚的引脚功能，只有将该脚接上高电平，才能先从片内程序存储器开始取指令。
常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。
4、输入输出I/O口引脚
主要是指P0、P1、P2、P3口共32个引脚。
I/O口，是英文IN/OUT的缩写，就是输入/输出的意思。AT89S51共有4个8位并行I/O端口：
PO、P1、P2、P3口，共32个引脚。这四个口的电路结构不完全相同，所以使用也有区别。
(1) PO口：第39到32脚，属于双向8位三态I/O口，此口为低位地址总线及数据总线复用口时可以不接上拉电阻；当作I/O口使用时，必须外接上拉电阻，可驱动8个LS型TTL负载（低电平灌电流为3.2mA，高电平上拉电流为0）。
(2)P1口：第1到8脚，8位准双向I/O口，内部带上拉电阻，作I/O使用，可驱动4个LS型TTL负载（低电平灌电流为1.6mA，高电平上拉电阻的10kΩ）P2，P3的驱动能力与P1相同。
可以通过指令使单片机的引脚输出高低电平，下面我们来学二个常见的操作码，CLR和SETB。
CLR，该操作码的功能是清零。
如：CLR P1.0；就是要把P1.0清零。
在单片机正常工作的时候，如果执行这条指令，就是对P1.0清零，既是让单片机的第一个引脚输出低电平。
SETB，该操作码的功能是置1。
如：SETB Pl.0；就是要把P1.0置1。
在单片机正常工作的时候，如果执行这条指令，就可对P1.0置1，既是让单片机的第一个引脚输出高电平。
当作为输入口使用时应先向P1口锁存器写1后才能正常读取引脚上的数据，这里就不详细讨论了。
(3)P2口：第21到28脚，8位准双向I/O口，可以作扩展外部设备的地址总线（高8位）使用。
(4)P3口：第10到17脚，8位准双向l/O口，
双功能复用口。P3口具有的第二功能，用于串行输入输出、外部中断输入、计数器信号输入及数据存储器的读、写控制信号，单片机复杂系统的电路中此口一般不直接作I/O口使用，而重点使用其扩展的第二功能。
二、单片机的工作条件
单片机要正常工作，必须具有5个基本电路，也称5个工作条件条件：
(1)电源电路
(2)时钟电路
(3)复位电路
(4)程序存储器选择电路
(5)外围电路
外围电路的设计主要依据项目要实现的功能，本项目要实现的功能是用单片机控制一个LED，先来分析下面的LED工作原理图：
如果用“1”表示高电平，“0”表示低电平。
当开关K接上高电平，既是K=1时．LED1不亮；当开关K接上低电平，既是K=O时，LED1亮。
LED1的亮与灭完全受开关K的控制。
如果把开关K换成单片机的第1个引脚，电路设计如下：
现在只需要通过指令SETB Pl.0就可以控制单片机的第1个引脚输出高电平，进而控制LED的不亮。或通过指令CLR Pl.0控制单片机的第1个引脚输出低电平，进而控制LED的发光。
三、单片机最小应用系统设计
依据单片机的引脚功能和单片机工作的条件，为了实现“用单片机控制一个LED”的功能，我们设计的单片机最小应用系统见下图。
四、元件清单
要完成本实训项目，需要购买下面的元件，清单如下：
本文关键字：单片机 照明-彩灯电路，电子制作 - 照明-彩灯电路
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