8051封装方式与引脚认识

　　通常，微电脑系统包括中央处理单元(CPU)、存储器(Memory)及输入/输出单元(I/0)三大部分，如下图所示。CPU就如同人的大脑一样，主宰整个系统的运行；存储器则是存放系统运行所需的程序及数据，包括只读存储器(ROM，ReadOnlYMemory)和随机访问存储器(RAM，RandonACCessMemory)，通常ROM用来储存程序或永久性的数据，称为程序存储器，RAM则是用来储存程序执行时的临时数据，称为数据存储器；输入/输出单元是微型计算机与外部沟通的管道，其中包括输出口与输人口。这三部分分别由不同的零件(IC)组成，把它们组装在电路板上，就形成一个微型计算机。

　　单片机微控制器(简称单片机)就是把中央处理单元、存储器、输入/输出端口等，全部放置在一个芯片里，只要再配置几个小零件，如电阻、电容、石英晶体、连接器等，即可形成完整的微型计算机，如下图所示。因此整个系统体积小、成本低、可靠度高，成为目前微型计算机控制系统的主流。

　　由于微控制器的主要功能是控制，因此，在单片机中，我们往往并不太在乎其存储器的大小和位数，主要强调其输入/输出功能。

　　我们常常提到“8051单片机”(以下称8051)，源自Intel公司的MCS-51系列，而目前广泛采用的8051并不限于Intel公司的产品，它包括以其他厂商所推出的兼容芯片，如Amtel公司的89C5l，其价格便宜，质量稳定，开发工具齐全，广为学校或培训机构所欢迎。

　　虽然8051的结构简单，但初次接触微控制器或单片机，一下子要熟识整个8051的硬件结构，是有一定困难的。在此我们只介绍8051的基本架构，包括基本结构、引脚、基本电路及51系列等，其中很多资料最好“记”在脑中。

　　8051的结构

　　8051单片机发展至今，虽然有许多厂商各自开发不同的兼容芯片，其基本结构却没有多大变动，如下所示为标准的8051结构：

　　*8051为8位微控制器。

　　*程序存储器ROM：内部有4RB、外部最多可扩充至64KB。

　　*数据存储器RAM：内部有128B、外部最多可扩充至64KB

　　*4组可位寻址的8位输入/输出端口，即PO、P1、P2及P3。

　　*1个全双工串行口，即UART。

　　*5个中断源，即INTO、INTI、TO、T1RXDTXD,

　　*111个指令码。

　　上述结构里，最好能把前4条“记忆”下来。其中：

　　8位指的是微控制器内部数据总线、寄存器的宽度。相对于计算机(PC)所用的CPU：第一代PC的CPU8088/8086到第二代PC的CPU80286都为16位CPU；而从80386到目前的Pentium4都属于32位的CPU。尽管如此，目前所采用的单片机徽控制器，仍是以8位为主，只有在特殊场合，才会采用16位的单片机，如8096等。

　　通常存储器的操作以字节(byte)为单位，r可位寻址J是存取存储器、寄存器或输入/输出端口时，可指定其中的一个位，例如要指定PO输入/输出口中的bit1，则指定为PO.1即可，如下图所示。

　　8051的封装方式与引脚

　　8051的零件封装方式有三种，分别说明如下；

　　●QFP封装

　　8051的PQFP或TQFP均为扁平的44个引脚贴片式封装，这种封装体积小、成本低，适合于机器粘贴，为目前商品的主流，但在学校或培训机构中，却是行不通的。如上图所示，在俯视图中，左上方有记号者为第1脚，然后逆时针排序，分别为2、3……44脚，其中包括4个空引脚的间距为0.8mm。

　　PLCC封装

　　PLCC是8051常用的封装方式，也是44个贴片式引脚(SMT)的封装，其中包括4个空引脚，其引脚编号与QFP封装非常类似(相容)，如上图所示，在俯视图中，上面中间有记号者为第1引脚，然后逆时针排序，分别为2、3……44脚，相邻两只脚的间距为0.05英寸(即50mil)。

　　这是一种贴片式的零件，可直接贴在电路板上，而不必钻孔(其引脚如上图所示)。在研发、实验或教学时，还可利用插座，可以缩短开发与生产的差距。

　　●针脚式封装

　　8051的针脚式封装是40个引脚双并排的封装，简称DIP40。由于现在都采用较便宜的塑料封装，所以又叫做PDIP。如下图所示，在DIP封装里，俯视图左上方有记号者为第1脚，然后逆时针排序，分别为2、3……40脚。相邻两只脚的间距为0.1英寸(即l00mil)，而两排引脚之间距为0.6英寸(即600mil)，刚好可插在面包板或40脚的插座上，特别适用于学校、培训机构。不过，由于针脚式封装体积较大、电路板制作成本较高，已很少用在商品里。

　　在此，笔者强烈建议先把8051的引脚“背”下来，而要背40只引脚有点伤脑筋，所以笔者提供独门的技巧，让大家轻松记住这40只引脚，具体如下：

　　1.电源引脚

　　绝大多数IC都需要接电源，而8051的电源引脚与大部分数字IC的电源引脚类似，右上角接Vcc、左下角接GND。所以8051的40脚为Vcc引脚，连接5V±10%；20脚为GND引脚，必须接地。

　　2.输入/输出口

　　有了电源之后，再来看看8051的主角，也就是输入/输出口。紧接于刚才所介绍的Vcc引脚下面，也就是第39脚，为Port0的开始引脚，即第39-32脚等8只引脚为Port0；Port0的对面就是Port1，也就是第1脚到第8脚。Port1从第1脚开始，所以Port2从其斜对角第21脚开始，也就是在右下方，第21脚到第28脚就是Port2。同样地，Port2的对面就是Port3，第10脚到第17脚就是Port3。39、1、21、10就是这4个Port的开始引脚。

　　3.复位引脚

　　绝大多数微控制器都需要复位(Reset)的操作。对于8051而言，只要复位引脚接高电平超过2个机器周别说明如下；

　　●QFP封装

　　8051的PQFP或TQFP均为扁平的44个引脚贴片式封装，这种封装体积小、成本低，适合于机器粘贴，为目前商品的主流，但在学校或培训机构中，却是行不通的。如图4所示，在俯视图中，左上方有记号者为第1脚，然期(约2μs)，即可产生复位的操作。而8051的复位引脚在Port1与Port3之间，即第9脚，辅助记忆的方法是[系统久久不动就要接一下Reset钮以复位系统],这久久就是第9脚的谐音。

　　4.频率引脚

　　微控制器都需要时钟脉冲，而在接地引脚上方的两只引脚，即19、18脚，就是时钟脉冲引脚，分别是XTAL1.XTAL2,

　　5.存储器引脚

　　8051内部有存储器，外部也可接存储器。使用内部存储器还是外部存储器，则须视31脚(Port0下面那只脚)而定!31脚就是反向EA引脚，即访问外部存储器使能(ExternalAccessEnable)引脚。当EA=1时，系统使用内部存储器；当反相EA=0时，系统使用外部存储器。若使用无内部存储器的8031/8032，则31脚接GND。

　　6.外部存储器控制引脚现在只剩下反相EA引脚下面的两个引脚了，这两只引脚与EA引脚有点类似，都是控制存储器的，说明如下：

　　(1)30脚为地址锁存允许信号ALE(AddressLatchEnable)，其功能是在访问外部存储器时，送出一个将原本在Port0中的地址(AO一A7)锁在外部锁存器IC(如74373)的信号，让Port0空出来，以传输数据。

　　(2)29脚为程序存储器允许输出端PSEN(ProgramStoressENable)，其功能也是访问外部存储器。通常此引脚连接到外部存储器(ROM)的OE引脚，当8051要读取外部存储器的数据时，此引脚就会输出一个低电平信号。

　　(3)相对于前面的38个引脚，29、30脚比较难以理解，所幸，只要不动用到外部存储器，就可当它们不存在!

　　8051的40个引脚里，有很多是多任务引脚，简单讲就是多用途的引脚，以39-32脚为例，平时为Port0；若是连接外部存储器时，则当成ADO-AD7引脚，而ADO-AD7就是地址引脚与数据引脚混合的多任务引脚，不过如果不接外部存储器时，就可当他们不存在。