單片機的應用很廣泛，種類也很多，本篇文章主要來聊聊51單片機標號信息、封裝類型及外部引腳。
目前單片機很多，有8051、PIC、MS430、AVR等。單片機雖然型號不同，但是芯片內(nèi)部的資源種類都差不多，而且這些資源的使用方法也大同小異?？梢哉f學會一種，其他種類融會貫通。8051系列是老型號，這種單片機雖不是目前功能最強大，但卻是用得最廣泛的，教案資源最多，軟件支持和硬件開發(fā)都很成熟。世界上不同國家的很多芯片廠商都生產(chǎn)各種單片機，以51單片機為例，如表1-1-1所示。
由于廠商及芯片型號比較多，我們不能一一舉出，以上所提到的都是51內(nèi)核擴展出來的單片機，即通常我們所說的51單片機。
1.標號信息
每一塊單片機上都會標有型號說明。下面我們以如圖1-1-2所示Atmel公司生產(chǎn)的AT89S52—24PC 0314 芯片為例，對單片機的標號信息解釋如下。
圖1-1-2 AT89S52—24PC 0314 芯片
AT89系列單片機型號由三個部分組成，它們分別是前綴、型號、后綴，其格式為：AT89C(LV、S)XXXX—XXXX。
AT—前綴，表示該芯片為Atmel公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。
89S52—型號，型號由89SXXXX或89CXXXX或89LVXXXX表示。其中，8—表示該芯片為8052內(nèi)核芯片。
9—表示芯片內(nèi)部含F(xiàn)lash存儲器。
S—表示該芯片含有可串行下載功能的Flash存儲器，即具有ISP可在線偏程功能。C—表示該器件為CMOS產(chǎn)品。LV—表示該芯片為低電壓產(chǎn)品(通常為3.3V電壓供電)。
5—固定不變。
2—表示該芯片內(nèi)部程序存儲空間的大小。1為4KB，2為8KB，3為12KB，即該數(shù)乘上4KB就是該芯片內(nèi)部的程序存儲空間大小。程序空間大小決定了一個芯片所能裝入執(zhí)行代碼的多少。一般來說，程序存儲空間越大，芯片價格也越高，所以我們在選擇芯片時要根據(jù)自己硬件設備實現(xiàn)功能所需代碼的大小來選擇價格合適的芯片，只要程序能裝得下，同類芯片的不同型號不會影響其功能。
24PC—后綴。后綴由“XXXX”四個參數(shù)組成，與產(chǎn)品型號間用“—”隔開。
后綴中第一個參數(shù)“X”表示速度。其中，X=12，表示速度為12MHz。
X=20，表示速度為20MHz。
X=24，表示速度為24MHz。
后綴中第二個參數(shù)“X”表示封裝。其中，X=P，表示塑料直插雙列DIP封裝。
X=J，表示帶引線J的塑料芯片封裝。
后綴中第三個參數(shù)“X”表示溫度范圍。
其中，
X=C，表示商業(yè)用產(chǎn)品，溫度范圍為0°C~+70°C。
X=I，表示工業(yè)用產(chǎn)品，溫度范圍為-40°C~+85°C。
X=A，表示汽車用產(chǎn)品，溫度范圍為-40°C~+125°C。
X=M，表示軍用產(chǎn)品，溫度范圍為-55°C~+150°C。
后綴中第四個參數(shù)“X”表示產(chǎn)品的處理情況。其中，X為空，表示處理工藝是標準工藝。
X=/883，表示處理工藝采用MIL-STD-883標準。
則單片機型號為“AT89S52—24PC 0314”，表示該單片機是Atmel公司生產(chǎn)的,含有可串行下載功能的Flash存儲器，速度為24MHz，封裝為塑料直插雙列DIP，是商業(yè)用產(chǎn)品，按標準處理工藝生產(chǎn)。另外“0314”表示本批芯片生產(chǎn)日期為03年的第14周。
關于芯片上的標號，其他廠商大同小異，若大家還想詳細了解，請上網(wǎng)搜索相關資料。
2.封裝類型
(1)DIP(DualIn-line Package)雙列直插式封裝
DIP是指采用雙列直插式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接，如圖1-1-3所示。
圖1-1-3 DIP封裝
圖1-1-4 PLCC封裝
(2)PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)帶引線的塑料芯片封裝
PLCC指帶引線的塑料芯片封裝載體，它是表面貼型封裝之一，外形呈現(xiàn)正方形，引腳從封裝的四個側面引出，呈丁字形，是塑料制品，外形尺寸比DIP封裝小得多。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線，具有外形尺寸小、可靠性高的優(yōu)點，如圖1-1-4所示。
(3)QFP(Quad Flat Package)塑料方型扁平式封裝和PFP(Plastic Flat Package)塑料扁平組件式封裝
QFP與PFP兩者可統(tǒng)一為PQFP(Plastic Quad Flat Package)，QFP封裝的芯片引腳之間距離很小，引腳很細，一般大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路都采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD(表面安裝設備技術)將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應引腳的焊點。PFP封裝的芯片與QFP方式基本相同，它們唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形，如圖1-1-5所示。
圖1-1-5 PQFP封裝
3.外部引腳
圖1-1-6(a)、1-1-6(b)所示分別是AT89S52單片機的實物圖和引腳圖。
圖1-1-6 AT89S52單片機實物與引腳圖
由圖1-1-6可知，AT89S52的DIP封裝芯片共有40個引腳，采用引腳復用技術(即一個引腳可有兩種功能，一個稱為第一功能，另一個稱為第二功能)，滿足單片機引腳數(shù)目不夠而功能較多的需要。40個引腳我們按其功能類別將它們分成三類。
(1)電源和時鐘引腳。如VCC、GND、XTAL1、XTAL2。
VCC(40腳)、GND(20腳)：單片機電源引腳。不同型號單片機接入對應電源電壓，常壓為+5V，低壓為+3. 3V，大家在使用時要查看其芯片的對應文檔。
XTAL1(19腳)、XTAL2(18腳)：外接時鐘引腳。XTAL1為片內(nèi)振蕩電路的輸入端，XTAL2為片內(nèi)振蕩電路的輸出端。
8051的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，需在這兩個引腳外接石英晶體和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10P~30P，如圖1-1-7所示。另一種是外部時鐘方式，即XTAL2將接地，外部時鐘信號從XTAL1腳輸入，如圖1-1-8所示。這種方式主要用于解決單片機系統(tǒng)中的同步問題。
圖1-1-7 片內(nèi)時鐘振蕩方式
圖1-1-8 外部時鐘方式
(2)I/O口引腳。如P0、P1、P2、P3，4組8位I/O口。
P0口(P0.0~P0.7)：雙向8位三態(tài)I/O口，每個口可獨立控制。第一功能作為基本輸入/輸出，內(nèi)部沒有上拉電阻，為高阻狀態(tài)，所以不能正常地輸出高低電平，因此該組I/O口在使用時務必要外接上拉電阻，一般我們選擇接入10kΩ的上拉電阻。第二功能是為擴展系統(tǒng)分時提供數(shù)據(jù)總線和低8位地址總線。
P1口(P1.0~P1.7)：準雙向8位I/O口，內(nèi)帶上拉電阻，每個口可獨立控制。第一功能作為基本輸入/輸出，這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。因為該口在作為輸入使用前，要先向該口進行寫1操作，然后單片機內(nèi)部才可正確讀出外部信號，也就是要使其先有個“準”備的過程，所以才稱為準雙向口。對52單片機P1.0引腳的第二功能為T2定時器/計數(shù)器的外部輸入，P1.1引腳的第二功能為T2EX捕捉、重裝觸發(fā)，即T2的外部控制端。
P2口(P2.0~P2.7)：準雙向8位I/O口，內(nèi)帶上拉電阻，每個口可獨立控制。第一功能作為基本輸入/輸出，與P1口相似。第二功能是在系統(tǒng)擴展時作為高位地址線使用。
P3口(P3.0~P3.7)：準雙向8位I/O口，內(nèi)帶上拉電阻，每個口可獨立控制。第一功能作為基本輸入/輸出，與P1口相似。作為第二功能使用時，各引腳的定義如表1-1-2所示。值得注意的是，P3口的第一個引腳均可獨立定義為第一功能的輸入/輸出或第二功能。
表1-1-2 P3口各引腳第二功能定義
(3)I編程控制引腳。如RST、PSEN、ALE/PROG、EA/VPP。
RST：單片機的復位引腳。當在該引腳上出現(xiàn)連續(xù)兩個機器周期以上的高電平時，單片機進入復位狀態(tài)，完成初始化操作。
PSEN：外部程序存儲器選通信號。當訪問片外擴展ROM時，只有該引腳為低電平時才為有效信號，才能選通片外程序存儲器對其進行讀操作。由于現(xiàn)在我們使用的單片機內(nèi)部已經(jīng)有足夠大的ROM，所以幾乎沒有人再去擴展外部ROM，因此這個引腳大家只需了解即可。
ALE/PROG：地址鎖存控制/片內(nèi)ROM編程脈沖輸入信號。在訪問外部程序存儲器時，P0口作業(yè)地址/數(shù)據(jù)復用口，ALE用于鎖存低8位地址。即ALE為高電平時P0口上的住處為低8位地址，在ALE下降沿時將P0口上的低8位地址送地址鎖存器鎖存起來，在ALE為低電平期間P0口上的住處為指令或數(shù)據(jù)信息，以此實現(xiàn)低位地址與數(shù)據(jù)的分離。該引腳的第二功能PROG作為編程脈沖的輸入端。單片機內(nèi)部有程序存儲器(ROM)，它的作用是用來存放用戶需要執(zhí)行的程序，那么我們怎樣才能將寫好的程序存入這個ROM中呢?實際上，我們是通過編程脈沖輸入才寫進去的，這個脈沖的輸入端口就是PROG。現(xiàn)在很多單片機都已經(jīng)不需要編程脈沖引腳往內(nèi)部寫程序了，比如我們用的AT單片機，它可以直接通過串口往里面寫程序，只需要三條線與計算機相邊即可。而且現(xiàn)在的單片機內(nèi)部都已經(jīng)帶有豐富的RAM，所以也不需要再擴展RAM了，因此 ALE/PROG這個引腳的用處已經(jīng)不太大。
EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號/片內(nèi)Flash ROM編程電源輸入。當EA接高電平時，單片機讀取內(nèi)部程序存儲器。當擴展有外部ROM時，當讀取完內(nèi)部ROM后自動讀取外部ROM。EA接低電平時，單片機直接讀取外部ROM。8031單片機內(nèi)部是沒有ROM的，所以在使用8031單片機時，這個引腳是一直接低電平的。8751單片機燒寫內(nèi)部EPROM時，利用此引腳輸入21V的燒寫電壓。因為現(xiàn)在我們用的單片機都有內(nèi)部ROM，所以在設計電路是此引腳始終接高電平。
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