單片機第二章2 (2)課件

第二章

MCS-51單片機的基本結構及工作原理單片機原理與應用技術》教學課件三、輸入/輸出端口的結構1、MCS-51有四個I/O端口：P0、P1、P2和P3。2．每個端口都是8位準雙向口，共占32根引腳。“準雙向”：當I/O口作為輸入時，應先向此口鎖存器寫入“1”，此時該口引腳浮空，可作高阻抗輸入。3．每一條I/O線都能獨立地用作輸入或輸出。4．每個端口都包括一個鎖存器，一個輸出驅動器和輸入緩沖器。作輸出時數據可以鎖存，作輸入時數據可以緩沖。（一）功能P0口：可作為一般I／O口用，但當應用系統采用外部總線結構時，它分時作低8位地址線和8位雙向數據總線用。

P1口：每1位均可獨立作為I／O口。

P2口：可作一般I／O口用，當應用系統采用外部總線結構時，它僅能作為高8位地址線。

P3口：雙功能口。第一功能使用時同P1口，每1位均可獨立作為I／O口。每1位均具有第二功能，兩個功能不能同時使用。P3口第二功能表

（P.27表2－1）引腳第二功能P3.0RxD:串行口接收數據輸入端P3.1TxD:

串行口發送數據輸出端P3.2INT0:

外部中斷申請輸入端0P3.3INT1:

外部中斷申請輸入端1P3.4T0:

外部計數脈沖輸入端0P3.5T1:

外部計數脈沖輸入端1P3.6WR:

寫外設控制信號輸出端P3.7RD:

讀外設控制信號輸出端單片機原理與應用技術》教學課件單片機的引腳（P1口）P1.0—P1.7:準雙向I/O口（內置了上拉電阻）輸出時一切照常，僅在作輸入口用時要先對其寫“1”。21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線Vcc引腳P1.X內部上拉電阻單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線Vcc引腳P1.X內部上拉電阻輸出數據=0時001導通=0單片機的引腳（P1口）單片機原理與應用技術》教學課件作輸入口時，數據可以讀自口的鎖存器，也可以讀自口的引腳。這要根據輸入操作采用的是“讀鎖存器”指令還是“讀引腳”指令來決定。CPU在執行“讀—修改—寫”類輸入指令時（如：ANLP1，A），內部產生的“讀鎖存器”操作信號，使鎖存器Q端數據進入內部數據總線，在與累加器A進行邏輯運算之后，結果又送回P0的口鎖存器并出現在引腳。讀口鎖存器可以避免因外部電路原因使原口引腳的狀態發生變化造成的誤讀。CPU在執行“MOV”類輸入指令時（如：MOVA，P1），內部產生的操作信號是“讀引腳”。注意：在執行該類輸入指令前要先把鎖存器寫入“1”，使場效應管T2截止，使引腳處于懸浮狀態，可作為高阻抗輸入。否則，在作為輸入方式之前曾向鎖存器輸出過“0”，則T2導通會使引腳箝位在“0”電平，使輸入高電平“1”無法讀入。所以，P1口在作為通用I/O口時，屬于準雙向口21DQCK/Q讀鎖存器寫鎖存器內部總線Vcc引腳P1.X內部上拉電阻假如需要讀引腳狀態，而未對其先寫入“1”，如果之前輸出過“0”，則不能正常讀取管腳狀態。001導通單片機的引腳（P1口）讀引腳=1低電平“0”單片機原理與應用技術》教學課件簡單測控實例原理圖單片機原理與應用技術》教學課件P1.3作輸入端口光路通暢，R亮2K光路阻斷，R暗400KR亮<2.2KR暗

>250K單片機原理與應用技術》教學課件單片機的引腳（P0口）P0.0-P0.7:準雙向I/O（內置場效應管上拉）尋址外部存儲器時分時作雙向8位數據口和低8位地址復用口，工作狀態由CPU發出的控制信號決定；不接存儲器時可作為8位準雙向I/O口使用。21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址/數據控制引腳P0.X34Vcc單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址/數據控制=0引腳P0.X34作通用I/O端口使用時，控制=0。00100截止截止Vcc=1此腳作輸入口，“讀引腳”時，事先必須對它寫“1”。單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址/數據控制=0引腳P0.X34當“輸出1”時，輸出級為漏級開路電路，引腳上必須接上拉電阻，才能輸出高電平。00100截止截止VccVdd單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址/數據=1控制=1引腳P0.X34P0口作地址/數據復用口時，控制=1：（2）當輸出地址/數據=1時110導通截止Vcc=00=1單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址/數據控制=0引腳P0.X34P0口作地址/數據復用口輸入時，僅從外存讀入信息，控制=0，CPU自動向P0口輸出FFH，使下拉場效應管截止。輸入指令將使引腳與內部總線直通Vcc=1截止截止單片機原理與應用技術》教學課件1、

P0作為地址數據總線時，VT1和VT2是一起工作的，構成推挽結構。高電平時，VT1打開，VT2截止；低電平時，VT1截止，VT2打開。這種情況下不用外接上拉電阻。

而且，輸出高電平的時候，當VT1打開，VT2截止，因為內部電源直接通過T1輸出到P0口線上,因此驅動能力(電流)可以很大，這就是為什么教科書上說可以“驅動8個TTL負載”的原因。P0口特點小結（1）4.“讀鎖存器”為引腳改寫操作。凡是“讀—修改—寫”的操作，CPU讀的都是端口鎖存器中的數據。5.

在總線方式時，P0口不能再做通用的I/O端口。它分時輸出地址、數據總線的信息（此時引腳不用外接上拉電阻），此時為雙向口P0口特點小結（2）6、在某個時刻，P0口上輸出的是作為總線的地址數據信號還是作為普通I/O口的電平信號，是依靠多路開關MUX來切換的。而MUX的切換，又是根據單片機指令來區分的。當指令為外部存儲器/IO口讀/寫時，比如MOVXA,@DPTR,MUX是切換到地址/數據總線上；而當普通MOV傳送指令操作p0口時，MUX是切換到內部總線上的。ADC0809與單片機的連接MOVA,3FHMOVP0,A單片機的引腳（P2口）P2.0—P2.7:準雙向I/O（內置了上拉電阻）尋址外部存儲器時輸出高8位地址；不接外部存儲器時可作為8位準雙向I/O口使用。21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址高8位控制引腳P2.X3內部上拉電阻Vcc單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳=0讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址高8位控制引腳P2.XP2作通用輸出口時，控制=0。110截止3內部上拉電阻11Vcc=1=0輸出=1時，單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳=0讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址高8位控制引腳P2.X001導通3內部上拉電阻00Vcc=0=0P2作通用輸出口時，控制=0。輸出=0時，單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳=0讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址高8位控制引腳P2.XP2作高8位地址A8-A15輸出口時，控制=1。10截止3內部上拉電阻1Vcc=1=1=1當輸出=1時單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳=0讀鎖存器寫鎖存器內部總線地址高8位=0控制引腳P2.X01導通3內部上拉電阻0Vcc=0=1P2作高8位地址A8-A15輸出口時，控制=1。當輸出=0時單片機原理與應用技術》教學課件P2口在系統使用外部存儲器時，做高八位的地址總線。P2口使用時注意：a)當應用系統擴展有大于256B而小于64kB的外部存儲器，且P2口用于輸出高8位地址時，P2口不能再作通用I／O口使用。使用如：

MOVXA，@DPTR；訪問外部數據存儲器

MOVCA，@A+DPTR;訪問外部程序存儲器這里使用了16位的寄存器DPTRP2口特點小結（1）b)在不接外部存儲器或片外存儲器容量小于256字節的系統中，可以使用“MOVXA，＠Ri”類指令訪問片外存儲器，僅由P0口輸出低8位地址，此時P2口可作通用I／O口用。

P2口特點小結（2）單片機的引腳（P3口）P3.0—P3.7:雙功能口（內置了上拉電阻）它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能時它就是普通的通用準雙向I/O口。21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線第二功能輸出引腳P3.X3內部上拉電阻Vcc第二功能輸入4單片機原理與應用技術》教學課件P3口第二功能表（P.27表2－1）引腳第二功能P3.0RxD:串行口接收數據輸入端P3.1TxD:

串行口發送數據輸出端P3.2INT0:

外部中斷申請輸入端0P3.3INT1:

外部中斷申請輸入端1P3.4T0:

外部計數脈沖輸入端0P3.5T1:

外部計數脈沖輸入端1P3.6WR:

寫外設控制信號輸出端P3.7RD:

讀外設控制信號輸出端單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線D第二功能輸出（WR，RD，TxD）引腳P3.X3內部上拉電阻Vcc4第二功能輸出時，內部自動

D=1=111與非門單片機原理與應用技術》教學課件21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內部總線第二輸出功能＝1引腳P3.X3內部上拉電阻Vcc4第二功能輸入時，信號經緩沖器4

直接進入內總線11與非門10截止

第二功能輸入（RxD，T0，T1，INT0，INT1）單片機原理與應用技術》教學課件并行端口在使用時應注意的幾個問題“拉電流”還是“灌電流”1、“灌電流”——輸出“低電平”來驅動負載

使用灌電流的方式與電流較大的負載直接連接時,端口可以吸收約20mA。

Px.yVddVdd灌電流方式，輸出”0”，點亮LED

2、“拉電流方式”——輸出高電平驅動負載。采用拉電流方式連接負載時，AT89S51所能提供“拉電流”僅僅為80μA，如果我們采用右下圖的方式，不足以點亮LED(或很暗)。當然，不是所有的單片機都是這樣，PIC單片機就可以提供30mA的拉電流和灌電流。單對于大多數IC電路，最好還是使用“灌電流”去驅動負載。Px.yVdd拉電流方式輸出高電平點亮LED拉電流方式驅動負載，要接上拉電阻。輸出高電平，LED亮，電流從電源正——上拉電阻——LED——地。輸出低電平，LED滅，電流從電源正——上拉電阻——P口。缺點：功耗大。Px.yVdd拉電流方式輸出高電平點亮LEDVdd單片機與繼電器等大電流負載的接口我們知道：AT89S51的端口可以吸收約20mA的電流。對于繼電器等大于20mA的負載，單片機可以采用右圖的接法，用一個三極管來承擔負載所需的大電流。對P0口要接上拉電阻Px.y負載Vcc單片機與繼電器等大電流負載的接口若于負載電流易造成干擾單片機的環境，應采用右下圖“光電隔離”的方式。其中:A、

B兩處沒有任何電的聯系。JVccVddPx.yAB四、端口負載能力和接口要求1、P0口的每一位輸出可驅動8個LSTTL負載。當把它作通用I／O口輸出時，輸出級是開漏電路，當它驅動NMOS或其它拉電流負載時，需要外接上拉電阻才有高電平輸出。當作地址／數據總線（總線方式）時，（即MOVX，MOVC之類的指令），這時P0口是推挽式輸出，所以這個時候不論輸1（高電平）還是輸0（低電平），驅動都比較強（內阻小，輸出電流大），無需外接上拉電阻，你們沒人見過51訪問外RAM的硬件中P0口接上拉電阻的吧！

此時不能作通用I／O口使用。2．P1~P3口的輸出級均接有上拉電阻，他們的每一位的輸出均可以驅動4個LSTTL負載。當作為輸出驅動一般的晶體管的基極時，應在口與晶體管的基極之間串接限流電阻。

3．P0~P3口都是準雙向I／O口。由輸出轉為輸入狀態時，必須先向相應端口的鎖存器寫入“1”，使下拉場效應管截止。P0口作為地址/數據復用口（總線方式）時，相當于一個真正雙向口，用于和外部存儲器的連接，輸出低八位地址和輸出/輸入8位數據；當系統復位時，P0~P3端口鎖存器全為“1”。51單片機的8個特殊引腳Vcc,GND:電源端XTAL1,