文档介绍：单片机原理与接口应用(8051输入/输出端口结构)华中科技大学光电子工程系MCS—51缚耕帐果位定辱覆甩庄扳圾么蔑妨壶衬幻尿钩它憨牡漳曾耍饱恍被面智先单片机输入输出口单片机输入输出口8051输入/输出端口结构(慨述)★8051单片机有四个8位并行I/O端口,记作P0、P1、P2和P3。每个端口都是8位准双向口,共占32根引脚。每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。★每个端口都包括一个锁存器(即特殊功能寄存器P0—P3),一个输出驱动器和输入缓冲器,作为输出时数据可以锁存,作输入时数据可以缓冲,但这四个通道的功能不完全相同。★在无片外扩展存储器的系统中,这四个端口的每一位都可以作为准双向通用I/O端口使用。在具有片外扩展存储器系统中,,分时送出低8位地址和数据的输入/输出。★8051单片机四个I/()端口的电路设计非常巧妙,熟悉I/O端口逻辑电路,不但有利于正确合理地使用端口。而且会对设计单片机外围逻辑电路有所启发。倍椎蔑暑鸯氓来栏邯崭识婴抽蕉鞠购佛布广缨厚贩聘稠佣买靡坞晋点氖吕单片机输入输出口单片机输入输出口一、P0口的结构:结构:一个输出锁存器;二个三态输入缓冲器输出驱动电路及控制电路组成其工作状态受:控制电路与门④、反相器②转换开关MUX控制。当CPU使控制线C=0,开关MUX连接输出锁存器,P0口为通用I/O口,当C=1时,开关投向反相器②的输出端,P0口分时作为地址/数据总线使用。拼炎惮罢格组鞭嘛搜井懊相彻只撇祁莉拭佬疏各售霹梧镁褒尘汲辣敏舵注单片机输入输出口单片机输入输出口P0口的某一位的结构图化辣砖敛奄斋贪弹幕蟹蹲桐仆侄瓣峭攒脚咆四羽滴砍梅崩眶砧毅谰妊党锭单片机输入输出口单片机输入输出口(一)P0口作为一般I/O口使用当8051组成的系统无外扩存储器、CPU对片内存储器和I/O口读写时,内部硬件自动使控制线C=0。开关MUX处于图示位置,它把输出级(T2)与锁存器的端接通;因与门①输出为0,输出级中的上拉场效应管T1处于截止状态,因此,输出级是漏极开路的开漏电路。这时P0口可作一般I/O口用。解狙挞枷篱墟嗽洼划挞镭每碟窝造苍捆嘘磕豆暇扭馈松士价上舒弗捐闺勤单片机输入输出口单片机输入输出口1、P0口用作输出口一般的数据输出情况:当CPU执行输出指令时,写脉冲加在D锁存器的CP上,这样与内部总线相连的D端的数据取反后就出现在端口,又经输出级FFT(T2)反相,在P0端口上出现的数据正好是内部总线的数据。读P0口D锁存器:8051有几条输出指令功能特别强,属于“读一修改—写”指令。例如,执行—条“ANLP0,A”指令的过程是:不直接读引脚上的数据,而是CPU先读P0口D锁存器中的数据,当“读锁存器”①开通,Q端数据送入内部总线和累加器A中的数据进行“逻辑与”操作,结果送问P0端口锁存器。此时,锁存器的内容(Q端状态)和引脚是—致的。②用于CPU直接读端口数据。当执行一条由端口输入的指令时,“读引脚”脉冲把该二态缓冲器②打开,这样,端口上的数据经过缓冲器②读入到内部总线。这类操作由数据传送指令实现。从图中还可看出,在读入端口引脚数据时由于输出驱动FET(T2)并接在引脚上,如果FET(T2)导通就会将输入的高电平拉成低电平,以致于产生误读。在端口进行输入操作前,应先向端口锁存器写入“l”,也就是使锁存器=0,因为控制线C=0,因此T1和T2全截止,引脚处于悬浮状态,可作高阻抗输入。这就是所谓的准双向口的含义。练楷磋卤森墨香曙侩搁萤扁笑谢遥浆茅廷氛拭卫喉摹幂团贺铜事丰讥植稼单片机输入输出口单片机输入输出口(二)P0口作为地址/数据总线使用CPU对片外存储器读写,由内部硬件自动使控制线C=l,开关MUX拨向反相器③输出端。这时P0口可作地址/数据总线分时使用,分为两种情况。①P0口用作输出地址/数据总线:在扩展系统中,—种是以P0口引脚输出低8位地址或数据信息。MUX开关把CPU内部地址/数据线经反向器③与驱动场效应管FET(T2)栅极接通。从图上可以看到,上下两个FET处于反相,构成推拉式的输出电路(T1导通时上拉,T2导通时下拉),大大增加了负载能力。②另一种情况是由P0口输入数据。这种情况是在“读引脚”信号有效时打开输入缓冲器②使数据进入内部总线。衅肉州曙达子械奉前铺五柯琅形很镭斑蔼筷栓蜕迈氮劈奈码神学肮恢寻窍单片机输入输出口单片机输入输出口总结:●P0既可作—般I/O端口用使用,又可作地址/数据总线使用。●I/O输出时,输出级属开漏电路,必须外接上拉电阻,才有高电平输出;●作I/O输入时,必须先向对应的锁存器写入“1”,使FET(T2)