单片机中级教程(1)

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1、(4)主讲：王成义办公室：文理大楼411、406EMAIL:CYWANG@SDAU.EDU.CN单片机中级教程——原理与应用——4.1并行I/O接口第四章80C51单片机的功能单元4.2定时器/计数器4.3中断系统4.4串行接口280C51单片机有4个8位I/O端口，1个双向口，3个准双向口，共占32根引脚。每个端口都包括一个锁存器(即专用寄存器P0～P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器。通常把4个端口笼统地表示为P0～P3。4.1并行I/O接口在无片外扩展存储器的系统中，这4个端口的每一位都可以作为通用I/O端口使用。在具有片外扩展存储器的系统中，P2口作为高8位地址线，P0口分时作为低8位地

2、址线和双向数据总线。34.1.1P0口和P2的内部结构8051单片机4个I/O端口线路设计的非常巧妙，学习I/O端口逻辑电路，不但有利于正确合理地使用端口，而且会给设计单片机外围逻辑电路有所启发。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚4下图为P0口的某位P0.n(n=0～7)结构图，它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路及控制电路组成。从图中可以看出，P0口既可以作为I/O用，也可以作为地址/数据线用。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚1、P0口的结构5(1)、P0

3、口作为普通I/O口①输出时CPU发出控制电平“0”封锁“与”门，将输出上拉场效应管T1截止，同时使多路开关MUX把锁存器与输出驱动场效应管T2栅极接通。故内部总线与P0口同相。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚----准双向口6由于输出驱动级是漏极开路电路，若驱动NMOS或其它拉电流负载时，需要外接上拉电阻。P0的输出级可驱动8个LSTTL负载。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚7②输入时----分读引脚或读锁存器读引脚：由传送指令(MOV)实现；下面一个缓冲器用于读端口引脚

4、数据，当执行一条由端口输入的指令时，读脉冲把该三态缓冲器打开，这样端口引脚上的数据经过缓冲器读入到内部总线。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚8读锁存器：有些指令如：ANLP0，A称为“读-改-写”指令，需要读锁存器。上面一个缓冲器用于读端口锁存器数据。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚9**原因：如果此时该端口的负载恰是一个晶体管基极，且原端口输出值为1，那么导通了的PN结会把端口引脚高电平拉低；若此时直接读端口引脚信号，将会把原输出的“1”电平误读为“0”电平。现采用读输

5、出锁存器代替读引脚，图中，上面的三态缓冲器就为读锁存器Q端信号而设，读输出锁存器可避免上述可能发生的错误。**DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚10在系统扩展时，P0端口作为地址/数据总线使用时，分为：P0引脚输出地址/输出数据信息：DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚(2)P0作为地址/数据总线----真正的双向口11CPU发出控制电平“1”，打开“与”门，又使多路开关MUX把CPU的地址/数据总线与T2栅极反相接通，输出地址或数据。由图上可以看出，上下两个FET处于反相，构

6、成了推拉式的输出电路，其负载能力大大增强。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚12输入信号是从引脚通过输入缓冲器进入内部总线。此时，CPU自动使MUX向下，并向P0口写“1”，“读引脚”控制信号有效，下面的缓冲器打开，外部数据读入内部总线。DQCLKQMUXP0.n读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚P0引脚输出地址/输入数据：13BecausePorts1,2,and3havefixedinternalpullups,theyaresometimescalledquasi-bidirectionalpo

7、rts.Whenconfiguredasinputs,theypullhighandsourcecurrentwhenexternallypulledlow.Port0,ontheotherhand,isconsideredtrulybidirectional,becauseitfloatswhenconfiguredasaninput.142、P2的内部结构(1)P2口作为普通I/O口CPU发出