《单片机原理与应用及上机指导》第4章80C51单片机的功.ppt

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1、第4章80C51单片机的功能单元教学提示和教学目标4.1并行I/O口4.2定时器/计数器4.3串行接口4.4中断系统4.5上机指导：程序控制点亮发光二极管教学提示和教学目标教学提示：本章主要介绍了并行I/O口的结构、组成及分类，对P0～P3口的结构及功能进行了分析；分析了定时器/计数器的结构与原理、控制和工作方式及其控制，以及定时器/计数器的基本编程应用；介绍了串行接口的结构原理；介绍了单片机中断源的种类、产生中断的方式及中断的控制。教学目标：掌握并行I/O口内部结构以及4个不同I/O口的使用特点，了解I/O口的总线机制和负载能力；掌握定时器/计数器的组成结构和基本工

2、作原理、定时器/计数器的4种工作方式，理解定时器/计数器控制与状态寄存器；掌握串行接口的结构原理，掌握中断系统的结构、中断源和中断优先级；理解相应的中断控制寄存器和不同的中断响应入口，了解响应中断的条件和过程。4.1并行I/O口80C51共有32条并行双向I/O口线，分成4个8位I/O端口，记作P0、P1、P2和P3。每个端口均由数据缓冲器，数据输出驱动及锁存器等组成。这4个端口在结构和特性上是基本相同的，但又各具特点。4.1.1P0口4.1.2P1口4.1.3P2口4.1.4P3口4.1.1P0口1．P0口结构图4.1所示是P0口某一位的结构原理。V1、V2构成输出

3、驱动器，与门、反相器、锁存器及模拟开关(MUX)构成输出控制电路。三态门是输入缓冲器。2．功能(1)地址/数据分时复用总线单片机系统扩展片外存储器时，P0口作为地址/数据分时复用总线使用。在访问片外存储器时，CPU送来的控制信号为高电平，控制模拟开关打在上方。此时执行输出数据指令，分时输出的地址/数据信号经反相器、驱动器送到引脚上。当地址或数据信号为1时，此时与门的两个输入端都为高电平则输出为1，V1导通，另一路地址信号或数据信号经反相器反相为低电平，此电平经模拟开关加到V2上使V2截止，引脚上出现高电平；当地址或数据信息为0时，V1截止而V2导通，引脚上出现低电平。

4、如果执行取指令操作或输入数据的指令，地址仍经V1、V2输出，而输入的数据经输入缓冲器1进入总线。(2)通用I/O接口如系统未扩展片外存储器，则P0口作为准双向通用I/O接口使用。此时控制信号为0，模拟开关打在下面。由于控制信号为0，使V1截止，V1的漏极处于开路状态，如果输入是由集电极开路或漏电极开路电路驱动，应外加上拉电阻。输出时如果负载是MOS电路，也应外加上拉电阻。作为通用I/O口使用时，其数据流向在下面P1口中讲述。P0口输出时能驱动8个LSTTL负载，即输出电流不小于800μA。图4.1P0口的某一位结构原理4.1.2P1口1．P1口结构图4.2所示是P1口

5、某一位的结构原理，P1口由8个这样的电路组成，图中锁存器起输出锁存作用。P1口的8个锁存器组成特殊功能寄存器，该寄存器也用符号P1表示。场效应管V1与上拉电阻R组成输出驱动器，以增大负载能力。三态门1是输入缓冲器，三态门2在对端口操作时使用。2．功能MCS-51单片机的P1口只有一种功能：通用输入/输出接口。通用I/O接口有输出、输入和端口操作3种工作方式。图4.2P0口的某一位结构原理4.1.3P2口P2口有两种用途：通用I/O接口或高8位地址总线。图4.3所示是P2口某一位的结构原理，图中的模拟开关受内部控制信号控制，用于选择P2口的工作状态。1．地址总线状态计算

6、机从片外ROM中取指令，或者执行访问片外RAM、片外ROM的指令时，模拟开关打向右边，P2口出现程序计数器PC的高8位地址或数据指针DPTR的高8位地址(A8～A15)，上述情况下，锁存器内容不受影响。当取指令或访问外部存储器结束后，模拟开关打向左边，使输出驱动器与锁存器Q端相连。引脚上将恢复原来的数据。2．通用I/O接口状态P2口作为准双向通道I/O接口使用时，其功能与P1口相同，工作方式、负载能力也相同。图4.3P2口的某一位结构原理4.1.4P3口1．P3口结构P3口某一位的结构原理如图4.4所示，P3口除了作为准双向通用I/O接口使用外，每一根线还具有第二功能

7、。2．功能P3口作为I/O接口时，其功能与P1口相同。P3作为第二功能输入操作时，其锁存器Q端必须为高电平，否则V1管导通，引脚被钳位在低电平，无法输入或输出第二功能信号。单片机复位时，锁存器输出端为高电平。P3口第二功能中的输入信号RXD、INT0、INT1、T0、T1经缓冲器输入，可直接进入芯片内部。图4.4P3口某一位结构原理4.2定时器/计数器4.2.1概述4.2.2定时器/计数器T0、T14.2.3定时器/计数器T24.2.4定时器/计数器的编程和使用4.2.1概述在工业检测和控制中，很多场合都要用到计数或者定时功能。这就要求单片机具有定时