3.2 单片机系统抽丝剥茧

3.2.1 AT89S51单片机的“外衣”

AT89S51单片机作为51系列单片机的一个代表，被广泛应用在控制领域中。它作为单片机学习和应用的一个入门级器件，可以引出许多单片机应用方面的知识。

拿到一枚单片机，最先感受到的是它的形状，用更专业的话来说是器件的封装。封装，即电子元器件的“包装”形式。AT89S51是单片机的一个型号，这个型号下有3种“包装”，如图3-4（a）、（b）、（c）所示，图中还显示了这几种“包装”的尺寸。

图3-4（a）是DIP（双列直插）封装的AT89S51单片机，图中还给出DIP封装的器件与电路板焊接时的剖面图。DIP型的AT89S51单片机有40个管脚，管脚依次以逆时针顺序排列。图中还给出了DIP封装的电路符号，电路符号上有管脚序号和对应的管脚名称，比如1管脚为P1.0、20管脚为GND等。

图3-4（b）是PLCC（塑料引线型载体封装）封装的AT89S51单片机，图中还给出PLCC封装的器件与电路板焊接时的剖面图。PLCC器件的管脚呈海鸥翅膀型，向内侧卷起。PLCC型的AT89S51单片机有44个管脚，呈逆时针顺序排列。图中的电路符号可以帮助我们判别管脚和对应的名称。

图3-4（c）是TQFP（薄平方形表面贴）封装的AT89S51单片机，图中还给出TQFP封装的器件与电路板焊接时的剖面图。TQFP封装与PLCC一样有44个管脚，但管脚自然伸展且间距比较密，所以TQFP封装比PLCC封装的尺寸来得小一些。

虽然图3-4所示的三种封装管脚排布规律不同，但它们都是AT89S51单片机，功能是完全相同的。在实际应用中，选择哪种封装的单片机要视具体的场合而定。如果电路板的尺寸有限，如被外壳等条件限制，那就需要使用TQFP封装以节省空间。在学习过程中，可用DIP封装的器件进行实验，因为它的体积较大，在拿取、焊接时比较方便。

3.2.2 AT89S51单片机的管脚

AT89S51单片机（DIP封装）有40个管脚，本书中绝大多数情况下均使用如图3-5所示的电路符号来表示AT89S51，注意电路符号中的管脚不是按从小到大的顺序排列的，而是把相近功能的管脚放到了一起。而旁边实际的AT89S51单片机器件的管脚则是按逆时针顺序排列的。

根据功能的不同，AT89S51的管脚可分为以下几组：

· P1口（1～8管脚），一般I/O口（I/O是“input/output”的缩写，即“输入/输出端口”），由P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7共8位组成。

· RST端（9管脚），复位端。

· P3口（10～17管脚），具有复用功能的I/O口，由P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7共8位组成。

· XTAL1端和XTAL2端（18～19管脚），时钟信号端。

· GND端（20管脚），器件的接地端。

· P2口（21～28管脚），一般I/O口，由P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7共8位组成。

· 端（29管脚），外部程序存储器使能端。

· 端（30管脚），地址锁存使能端。

· 端（31管脚），外部程序存储器访问控制端。

· P0口（32～39管脚），一般I/O口，由P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7共8位组成。

· VCC端（40管脚），器件电源供电端。

以上这些非常陌生的管脚名称可以先浏览一下大致有个印象，如果记不住就算了，因为接下来还有许多内容会帮助我们强化这些管脚的名称和功能。

当然，图3-5中有几个管脚是我们马上就能理解的。比如电源端VCC（40管脚）和接地端GND（20管脚）。很明显，单片机作为一种电子元器件，需要给它一个工作电源它才会工作，这两个管脚就是用来给单片机供电的。一般会给AT89S51单片机供+5V的直流电压作为工作电源。

还有几组非常相似的端口——P0口、P1口、P2口、P3口，它们每个都由8个端口，或者说由8个位组成。它们都可作为一般用途的I/O口使用，即一般输入/输出口。前面许多系统框图中提到的单片机控制外设都是通过这些I/O口进行的。

3.2.3 常见外设

如果把单片机比喻成人的大脑，那外设就是眼、鼻、手、脚等器官。如图3-1所示的洗衣机中，按钮开关、显示器、电动机等是直接实现系统功能的机构，它们都在单片机的I/O口控制下有序地工作。

本书在介绍单片机自身知识的同时，还把大量外设以及它们如何与单片机发生关系的方法教会大家。这些外设的名称、电路符号、外观、主要功能都列在表3-1中，现在可以先浏览一下，后续章节会有展开介绍。