为什么51单片机引脚悬空时候电压是5v，接上外设后却只有1.6v了呢

单片机引脚在高电平时输出的电流是很小的，所以直接连接LED的亮度很低，但是单片机在输出低电平时可以允许更大的电流的通过，所以你把LED反着接，这样效果就好了。
像这样：

　　普通的MCS-51单片机（比如AT89C51、STC89C51RC等等），其P1、P2、P3I/O口为弱上拉的I/O口，它的拉电流能力很弱。也就是说当把某个I/O赋值为1时，这个I/O口最大只能向外提供220μA的电流（STC89C51），也就是说I/O口输出为1时负载能力是很差的，只能驱动电流很小的负载，如果负载比较重，便会将I/O口的电压拉低。正因为如此，MCS-51单片机驱动LED、数码管等外设时，都是采用低电平驱动的负逻辑，MCS-51单片机的I/O灌电流能力要比拉电流能力强得多。

这是引脚内部结构的原因所造成的。

51单片机引脚，输出高电平的能力有限，所以通常都用输出低电平来带动负载。
51单片机引脚，输出高电平，则引脚电压易受外部控制，这是用来作输入用途的。

一般小LED工作电流是10mA，电压1.6V左右
你测量的是LED的电压

P2口与LED的连接电阻=(5V-1.6V)/10mA=340欧,最小340Ω,最大不要超过1KΩ
电阻太大的话,就会很暗

首先你的确定你的led是高电平有效还是低电平有效，我看你的叙述好像是低电平有效，这样只有在编程设定引脚为低电平时，灯亮。