单片机接口技术及原理 第4章 并行接口和中断系统课件.ppt

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1、单片机原理、接口及应用第4章并行接口及中断系统林海波★单片机的并行接口P0～P3★PO～P3端口的功能和内部结构★PO～P3端口的编程★用并行口设计LED数码显示和键盘电路★并行接口小结★MCS-51单片机的中断系统★中断的基本概念★中断的系统结构★中断的响应过程★中断的的应用编程★小结内容提要4.1单片机的并行接口接口P0～P3MCS-51单片机有P0、P1、P2、P3四个8位双向I/O口，每个端口可以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出，四个口共32根口线，用作位控制十分方便。P0口为三态双向口，能带8个TTL电路；P1、P2、P3口为准双向

2、口，负载能力为4个TTL电路。4.1.1PO～P3端口的功能和内部结构4.1.1.1PO～P3接口功能大多数口线都有双重功能，具体介绍如下：P0口—1.作为输入/输出口。2.作为地址/数据总线,接外围芯片时P0口分时输出低8位地址与数据信号。P1口—1.作为输入/输出口。2.在增强型(52系列)和ISP型(在系统编程型)中有如下功能:P1.0T2引脚,定时/计数器2外部计数脉冲输入P1.1T2EX引脚,定时/计数器2触发和方向控制P1.5MOSI引脚,在系统编程数据输入P1.6MISO引脚,在系统编程数据输出P1.7SCK引脚,在系统编程时钟输入P2口

3、—1.作为输入/输出口。2.作为高8位地址总线。P3口—P3口为双功能1.作第一功能使用时，其功能为输入/输出口。2.作第二功能使用时，每一位功能定义如下表所示:RD（外部数据存储器读选通信号输入）P3.7WR（外部数据存储器写选通信号输入）P3.6T1（定时器1外部计数脉冲输入）P3.5T0（定时器0外部计数脉冲输入）P3.4P3.3P3.2TXD（串行输出线）P3.1RXD（串行输入线）P3.0第二功能端口引脚INT0（外部中断0输入线）INT1（外部中断1输入线）4.1.1.2端口的内部结构四个端口的一位结构见图5.1，同一个端口的各位具有相同的

4、结构。由图可见，四个端口的结构有相同之处：依据每个端口的不同功能，内部结构亦有不同之处，以下重点介绍不同之处。都有两个输入缓冲器，分别受内部读锁存器和读引脚控制信号的控制。都有锁存器(即专用寄存器PO～P3)都是场效应管输出驱动。1.P0口P0口的输出驱动电路由上拉场效应管T1和驱动场效应T2组成，控制电路包括一个与门，一个非门和一个模拟开关MUX。QPO作I/O口使用CPU发控制电平“0”封锁与门，使T1管截止，同时使MUX开关同下面的触点接通，使锁存器的Q与T2栅极接通。当CPU向端口输出数据时，写脉冲加在锁存器的CL上、内部总线的数据经反相，再

5、经T2管反相，PO口的这一位引脚上出现正好和内部总线同相的数据。由于输出驱动级是漏极开路电路(因T1截止)，在作I/O口使用时应外接10K的上拉电阻。当输入操作时，端口中两个三态缓冲器用于读操作。缓冲器2用于读端口引脚的数据。当执行端口读指令时，读引脚脉冲打开三态缓冲器2，于是端口引脚数据经三态缓冲器2送到内部总线。缓冲器1用于读取锁存器Q端的数据。当执行“读-修改-写”指令(即读端口信息，在片内加以运算修改后，再输出到该端口的某些指令如：ANLPO，A指令)，即是读的锁存器Q的数据。这是为了避免错读引脚的电平信号，例如用一根口线去驱动一个晶体管基极

6、，当向口线写“1”，晶体管导通，导通的PN结会把引脚的电平拉低，如读引脚数据，则会读为0，而实际上原口线的数据为1。因而采用读锁存器Q的值而避免了错读。究竟是读引脚还是读锁存器，CPU内部会自行判断是发读引脚脉冲还是读锁存器脉冲，读者不必在意。应注意，当作输入端口使用时，应先对该口写入“1”使场效应管T2截止，再进行读入操作，以防场效应管处于导通状态，使引脚箝位到零，而引起误读。当PO口作地址/数据线使用时，CPU及内部控制信号为“1”，转换开关MUX打向上面的触点，使反相器的输出端和T2管栅极接通，输出的地址或数据信号通过与门驱动T1管，同时通过反相

7、器驱动T2管完成信息传送，数据输入时，通过缓冲器进入内部总线。P1口作通用I/O口使用，因电路结构上输出驱动部分接有上拉电阻。当作输入时，同PO一样，要先对该口写“1”。Q2.P1口P1口的结构见下图3.P2口P2口的位结构比P1多了一个转换控制部分，当P2口作通用I/O口时，多路开关MUX倒向左；当扩展片外存贮器时，MUX开关打向右，P2口作高八位地址线输出高八位地址信号。其MUX的的倒向是受CPU内部控制的。应当注意：当P2口的几位作地址线使用时，剩下的P2口线不能作I/O口线使用。4.P3口P3口P3口为双功能I/O口，内部结构中增加了第二输入/

8、输出功能。当作为普通I/O口使用时，第二输出功能端保持“1”，打开与非门3，用法同P1口。当作