生產廠家：Intel公司
特性：
8031單片機是Intel公司生產的MCS-51系列單片機中的壹種，除無片內ROM外，其余特性與MCS-51單片機基本壹樣。
MCS-51單片機的引腳描述及片外總線結構
壹、芯片的引腳描述
HMOS制造工藝的MCS-51單片機都采用40引腳的直插封裝（DIP方式），制造工藝為CHMOS的80C51/80C31芯片除采用DIP封裝方式外，還采用方型封裝工藝，引腳排列如圖。其中方型封裝的CHMOS芯片有44只引腳，但其中4只引腳（標有NC的引腳1、12、23、34）是不使用的。在以後的討論中，除有特殊說明以外，所述內容皆適用於CHMOS芯片。
如圖，是MCS-51的邏輯符號圖。在單片機的40條引腳中有2條專用於主電源的引腳，2條外接晶體的引腳，4條控制或與其它電源復用的引腳，32條輸入/輸出（I/O）引腳。
下面按其引腳功能分為四部分敘述這40條引腳的功能。
1、主電源引腳VCC和VSS
VCC——（40腳）接+5V電壓；
VSS——（20腳）接地。
2、外接晶體引腳XTAL1和XTAL2
XTAL1（19腳）接外部晶體的壹個引腳。在單片機內部，它是壹個反相放大器的輸入端，這個放大器構成了片內振蕩器。當采用外部振蕩器時，對HMOS單片機，此引腳應接地；對CHMOS單片機，此引腳作為驅動端。
XTAL2（18腳）接外晶體的另壹端。在單片機內部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，對HMOS單片機，該引腳接外部振蕩器的信號，即把外部振蕩器的信號直接接到內部時鐘發生器的輸入端；對XHMOS，此引腳應懸浮。
3、控制或與其它電源復用引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP
①RST/VPD（9腳）當振蕩器運行時，在此腳上出現兩個機器周期的高電平將使單片機復位。推薦在此引腳與VSS引腳之間連接壹個約8.2k的下拉電阻，與VCC引腳之間連接壹個約10μF的電容，以保證可靠地復位。
VCC掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證內部RAM的數據不丟失。當VCC主電源下掉到低於規定的電平，而VPD在其規定的電壓範圍（5±0.5V）內，VPD就向內部RAM提供備用電源。
②ALE/PROG（30腳）：當訪問外部存貯器時，ALE（允許地址鎖存）的輸出用於鎖存地址的低位字節。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率周期性地出現正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用於定時目的。然而要註意的是，每當訪問外部數據存儲器時，將跳過壹個ALE脈沖。ALE端可以驅動（吸收或輸出電流）8個LS型的TTL輸入電路。
對於EPROM單片機（如8751），在EPROM編程期間，此引腳用於輸入編程脈沖（PROG）。
③PSEN（29腳）：此腳的輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。在從外部程序存儲器取指令（或常數）期間，每個機器周期兩次PSEN有效。但在此期間，每當訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現。PSEN同樣可以驅動（吸收或輸出）8個LS型的TTL輸入。
④EA/VPP（引腳）：當EA端保持高電平時，訪問內部程序存儲器，但在PC（程序計數器）值超過0FFFH（對851/8751/80C51）或1FFFH（對8052）時，將自動轉向執行外部程序存儲器內的程序。當EA保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不管是否有內部程序存儲器。對於常用的8031來說，無內部程序存儲器，所以EA腳必須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲器。
對於EPROM型的單片機（如8751），在EPROM編程期間，此引腳也用於施加21V的編程電源（VPP）。
4、輸入/輸出（I/O）引腳P0、P1、P2、P3（***32根）
①P0口（39腳至32腳）：是雙向8位三態I/O口，在外接存儲器時，與地址總線的低8位及數據總線復用，能以吸收電流的方式驅動8個LS型的TTL負載。
②P1口（1腳至8腳）：是準雙向8位I/O口。由於這種接口輸出沒有高阻狀態，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負載。對8052、8032，P1.0引腳的第二功能為T2定時/計數器的外部輸入，P1.1引腳的第二功能為T2EX捕捉、重裝觸發，即T2的外部控制端。對EPROM編程和程序驗證時，它接收低8位地址。
③P2口（21腳至28腳）：是準雙向8位I/O口。在訪問外部存儲器時，它可以作為擴展電路高8位地址總線送出高8位地址。在對EPROM編程和程序驗證期間，它接收高8位地址。P2可以驅動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負載。
④P3口（10腳至17腳）：是準雙向8位I/O口，在MCS-51中，這8個引腳還用於專門功能，是復用雙功能口。P3能驅動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負載。
作為第壹功能使用時，就作為普通I/O口用，功能和操作方法與P1口相同。
作為第二功能使用時，各引腳的定義如表所示。
值得強調的是，P3口的每壹條引腳均可獨立定義為第壹功能的輸入輸出或第二功能。
表 P3各口線的第二功能定義
口線 引腳 第二功能
P3.0 10 RXD（串行輸入口）
P3.1 11 TXD（串行輸出口）
P3.2 12 INT0（外部中斷0）
P3.3 13 INT1（外部中斷1）
P3.4 14 T0（定時器0外部輸入）
P3.5 15 T1（定時器1外部輸入）
P3.6 16 WR（外部數據存儲器寫脈沖）
P3.7 17 RD（外部數據存儲器讀脈沖）
二、MCS-51單片機的片外總線結構
綜合上面的描述可知，I/O口線都不能當作用戶I/O口線。除8051/8751外真正可完全為用戶使用的I/O口線只有P1口，以及部分作為第壹功能使用時的P3口。如圖，是MCS-51單片機按引腳功能分類的片外總線結構圖。
由圖我們可以看到，單片機的引腳除了電源、復位、時鐘接入，用戶I/O口外，其余管腳是為實現系統擴展而設置的。這些引腳構成MCS-51單片機片外三總線結構，即：
①地址總線（AB）：地址總線寬為16位，因此，其外部存儲器直接尋址為64K字節，16位地址總線由P0口經地址鎖存器提供8位地址（A0至A7）；P2口直接提供8位地址（A8至A15）。
②數據總線（DB）：數據總線寬度為8位，由P0提供。
③控制總線（CB）：由P3口的第二功能狀態和4根獨立控制線RESET、EA、ALE、PSEN組成。
下表列出各個子系列的配制情況供讀則參考。
芯片種類 片內存儲器 中斷源 定時/計數器 串行口 電源消耗（mA） 制造工藝
ROM/EPROM RAM
8051（8751，8031） 4K 128 5 2 同、異步方式，8位或10位可程序控制 125 HMOS
8052（8752，8032） 8K 256 6 3 同、異步方式，8位或10位可程序控制 100 HMOS
80C51（87C51，80C31） 4K 128 5 2 同、異步方式，8位或10位可程序控制 24 CHMOS
80C52（87C52，80C32） 8K 256 7 3 同、異步方式，8位或10位可程序控制 24 CHMOS
8044（8744，8344） 4K 192 5 2 S.L.U 200 HMOS
MSC-51單片機中央處理器
中央處理器是單片機內部的核心部件，它決定了單片機的主要功能特性。中央處理器主要由運算部件和控制部件組成。下面我們把中央處理器功能模塊和有關的控制信號線聯系起來加以討論，並涉及相關的硬件設備（如振蕩電路和時鐘電路）。
1、運算部件：它包括算術、邏輯部件ALU、布爾處理器、累加器ACC、寄存器B、暫存器TMP1和TMP2、程序狀態字寄存器PSW以及十進制調整電路等。運算部件的功能是實現數據的算術邏輯運算、位變址處理和數據傳送操作。
MCS-51單片機的ALU功能十分強，它不僅可對8位變量進行邏輯“與”、“或”、“異或”、循環、求補、清零等基本操作，還可以進行加、減、乘、除等基本運算。為了乘除運算的需要，設置了B寄存器。在執行乘法運算指令時，用來存放其中壹個乘數和乘積的高8位數；在執行除法運算指令時，B中存入除數及余數。MCS-51單片機的ALU還具有壹般微機ALU，如Z80、MCS-48所不具備的功能，即布爾處理功能。單片機指令系統中的布爾指令集、存儲器中的位地址空間與CPU中的位操作構成了片內的布爾功能系統，它可對位（bit）變量進行布爾處理，如置位、清零、求補、測試轉移及邏輯“與”、“或”等操作。在實現位操作時，借用了程序狀態標誌器（PSW）中的進位標誌Cy作為位操作的“累加器”。
運算部件中的累加器ACC是壹個8位的累加器（ACC也可簡寫為A）。從功能上看，它與壹般微機的累加器相比沒有什麽特別之處，但需要說明的是ACC的進位標誌Cy就是布爾處理器進行位操作的壹個累加器。
MCS-51單片機的程序狀態PSW，是壹個8位寄存器，它包含了程序的狀態信息。
2、控制部件
控制部件是單片機的神經中樞，它包括時鐘電路、復位電路、指令寄存器、譯碼以及信息傳送控制部件。它以主振頻率為基準發出CPU的時序，對指令進行譯碼，然後發出各種控制信號，完成壹系列定時控制的微操作，用來控制單片機各部分的運行。其中有壹些控制信號線能簡化應用系統外圍控制邏輯，如控制地址鎖存的地址鎖存信號ALE，控制片外程序存儲器運行的片內外存儲器選擇信號EA，以及片外取指信號PSEN。
替換型號：80C31、8032、80C32。