单片机第5章 输入输出接口ppt课件.ppt

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1、★PO～P3端口的功能★PO～P3端口的编程★用并行口设计LED数码显示★用并行口设计键盘电路本章介绍的主要内容计算机对外设进行数据操作时，外设的数据线不能直接与CPU的数据线相连，必须经过接口电路(简称接口或I/O口)。需要接口的原因：1.CPU的数据线是外设或存贮器与CPU进行数据交换的唯一公共通道，为了避免数据线的使用产生冲突，一般在接口电路中使用地址译码器产生片选信号以选中各个外设（地址不同）；2.为了快速的CPU和慢速的外设在速度上的匹配。第五章输入、输出接口P0～P3I/O接口的分类：并行接口、串行接口、定时/计数器、A

2、/D、D/A等，现在的接口电路一般封装在一个芯片内部，而且一个芯片有时候具有多种接口功能；同时，芯片一般是可编程的，可以用来使一个类型的接口具有多种不同的工作模式。接口的功能：数据的缓冲或锁存、地址译码、信息格式转换、状态采集（外设状态：忙/闲）、初始化命令等。MCS-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（8位）输入或输出，也可以按位（1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。5.1P0～P3端口的功能大多数口线都有双重功能，具体介绍如下：PO口—1.作为一般的输入/输出接口

3、。2.作为地址/数据总线,接外围芯片时，分时输出低8位地址与数据信号。P1口—1.作为一般的输入/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P2口—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入）P3.7WR（外部数据存储器写选通信号入）P3.6T1（定时器1外部

4、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）5.1.2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.PO口PO口的输

5、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。Q1.PO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。

6、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，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

7、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

8、的结构见下图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：