图 2-2 MCS-51系类引脚配置
图2-3MCS-51系类单片机封装图
P0端口[P0.0-P0.7] P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口，端口置1（对端口写1）时作高阻抗输入端。P1端口[P1.0－P1.7] P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash程序存储器编程时，接收低8位地址信息。P2端口[P2.0－P2.7] P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。P3端口[P3.0－P3.7] P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
除此之外P3端口还用于一些专门功能（如表2-1所示）.例如我们在本设计中使用的外部中断0和外部中断1。TCON和SCON是中断请求，以及控制外部中断的有效方式。IE控制是否允许CPU响应中断，是否允许响应某一个中断。IP控制中断的优先级INT0（P3.2），外部中断1。可由IT0(TCON.0)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.2引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE0(TCON.1)置1，向CPU申请中断。INT1（P3.3），外部中断2。可由IT1(TCON.2)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.3引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE1(TCON.3)置1,向CPU申请中断。*P1－3端口在做输入使用时，因内部有上接电阻，被外部拉低的引脚会输出一定的电流。
表 2-1 P3口复用功能
80C51单片机内部设有两个16位的可编程定时器/计数器。其原理图如2-4所示，可编程的意思是指其功能（如工作方式、定时时间、量程、启动方式等）均可由指令来确定和改变。在定时器/计数器中除了有两个16位的计数器之外，还有两个特殊功能寄存器（控制寄存器和方式寄存器）。
图2-4 80C51单片机定时器/计数器机构原理图
一个最小的单片机系统可以由下列部分构成（图2-5所示）
图 2-5 单片机最小系统
温湿度控制仪就是在单片机最小型系统中通过增加芯片模块等来进行功能的扩展而得来的。
2.2 复位与震荡电路设计
2.2.1 复位电路设计：
复位是单片机的初始化操作。单片机启动运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。
51单片机的复位是由RESET引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后，51单片机即进入芯片内部复位状态，初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其它专用寄存器被清“0”。而且一直在此状态下等待，直到RESET引脚转为低电平后，才检查EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序即系统从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，8051的初始态。
根据设计的应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和按键手动复位方式。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。常用的上电复位电路和手动复位电路分别如下图2-6和 2-7所示（在设计中选用晶振的频率是12MHz）。
图 2-6 上电复位电路 图 2-7 手动复位电路
2.2.2 震荡电路设计：
MCS-51单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍的工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。
MCS-51内部有一个用于构成震荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片XTAL1,输出端为引脚XTAL2.这两个引脚跨接石英晶体震荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。
晶振的震荡频率的范围通常是在1.2MHz～12MHz之间。晶振的频率越高，则系统的时钟频率就越高，单片机的运行速度也就越快。但反过来运行速度快对存储器的速度要求就高。常用的是12MHZ和6MHZ。与其对应的机械周期分别为1s和2s。该设计中采用的是12MHz，对应的电路图和参数如下图2-8所示：
图2-8 MCS-51内部时钟电路
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