MCS-51单片机并行口的结构与操作.doc

《MCS-51单片机并行口的结构与操作.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、华中科技大学光学与电子信息学院单片机(2015--2016学年度第一学期)题目：MCS-51单片机并行端口结构与操作院系：光学与电子信息学院班级：学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2015年9月21日MCS-51单片机并行口的结构与操作一、MCS-51单片机简介MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表

2、进行理论基础学习。MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品，其主要功能如下：8位CPU、4kbytes程序存储器(ROM)、128bytes的数据存储器(RAM)、32条I/O口线、111条指令，大部分为单字节指令、21个专用寄存器、2个可编程定时/计数器、5个中断源，2个优先级、一个全双工串行通信口、外部数据存储器寻址空间为64kB、外部程序存储器寻址空间为64kB、逻辑操作位寻址功能、双列直插40PinDIP封装、单一+5V电源供电。如图所示：1.结构            (1)中央处理单元（8位）数据处理、测试位，置位，复位  位操作(2)只读存储器（4KB

3、或8KB）永久性存储应用程序，掩模ROM、EPROM、EEPROM(3)随机存取内存（128B、128BSFR）在程序运行时存储工作变量和资料(4)并行输入/输出口（I/O）（32条）   作系统总线、扩展外存、I/O接口芯片(5)串行输入/输出口（2条）  串行通信、扩展I/O接口芯片(6)定时/计数器（16位、加1计数） 计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求，与CPU之间独立工作(7)时钟电路内振、外振。(8)中断系统五个中断源、2级优先。2、MCS-51系列单片机为哈佛结构（而非普林斯顿结构）1）内ROM：4KB2）内RAM：128B 3）外ROM：64KB4）外RAM：64KB

4、5）I/O线： 32根（4组，每组8根） 6）定时/计数器：2个16位可编程定时/计数器7）串行口：全双工，2 根8）寄存器区：工作寄存器区、在内128BRAM中，分4个区，9）中断源：5源中断，2级优先10）堆栈：最深128B11）布尔处理机：位处理机，某位单独处理 12）指令系统：五大类，111条二、MCS-51单片机P0端口的结构与工作原理1、P0端口的结构P0口是一个8位漏极开路双向I/O口，其位置结构如图所示，包括1个输出锁存器、2个三态缓冲器、一个输出驱动器和一个输出控制端。输出驱动器电路由一队场效应管组成，期工作状态受输出控制端控制，它包括1个与门、1个反相器和一个转换开关MUX

5、。输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，在学数字电路时，我们已知道，三态门有三个状态，即在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态（或称为禁止状态），大家看上图，上面一个是读锁存器的缓冲器，也就是说，要读取D锁存器输出端Q的数据，那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端（上图中标号为‘读锁存器’端）有效。下面一个是读引脚的缓冲器，要读取P0.X引脚上的数据，也要使标号为‘读引脚’的这个三态缓冲器的控制端有效，引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。D锁存器：构成一个锁存器，通常要用一个时序电路，时序的单元电路在学数字电路时我们已知道，一个触发器可以保存一位的二进

6、制数（即具有保持功能），在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。大家看上图中的D锁存器，D端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。对于D触发器来讲，当D输入端有一个输入信号，如果这时控制端CP没有信号（也就是时序脉冲没有到来），这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了，这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。数据传送过来后，当CP时序控制端的时序信号消失了，这时，输出端还会保持着上次输入端D的数据（即把上次的数据锁存起来了）。如果下一个时序控制脉冲信号来了，这时D端的

7、数据才再次传送到Q端，从而改变Q端的状态。多路开关：在51单片机中，当内部的存储器够用（也就是不需要外扩展存储器时，这里讲的存储器包括数据存储器及程序存储器）时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（内部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为‘地址/数据’总线使用。那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使