《片机C语言IO口》演示PPT

1、2021-7-111 MCS-51系列单片机系列单片机IO口的使用口的使用 MCS-51系列封装系列封装概述概述2.1 MCS-51系列的系列的IO口口2.2 MCS-51的的IO口口控制简单控制简单外设外设 2.3 MCS-51的的IO口控制口控制程序的编写程序的编写2.4 2.5 2.6 2021-7-112 v 单片机的学习重点单片机的学习重点 v IO口口 v 定时器定时器 v 中断中断 v 串口通信串口通信 v 接口接口 2021-7-113 v 学习单片机，从引脚开始：学习单片机，从引脚开始： 引脚是单片引脚是单片 机对外数据机对外数据 交换的通道交换的通道 DIP TQFP PL

2、CC 也就是单片也就是单片 机的机的IO接口接口 2021-7-114 2.1 MCS-51单片机系列的封装单片机系列的封装 v 封装：封装：指将硅片上的电路管脚，用导指将硅片上的电路管脚，用导 线接引到外部引脚处，以便与其它器件线接引到外部引脚处，以便与其它器件 相连接相连接。 v 封装形式：封装形式：指安装半导体集成电路芯指安装半导体集成电路芯 片用的外壳形式，起着安装、固定、密片用的外壳形式，起着安装、固定、密 封、保护芯片及增强电热性能等方面的封、保护芯片及增强电热性能等方面的 作用。作用。 2.1.1 封装简介封装简介 2021-7-115 v 封装技术发展：封装技术发展： v 结构

3、方面：结构方面：TODIPPLCCQFP BGA CSP v 材料方面：金属、陶瓷材料方面：金属、陶瓷陶瓷、塑料陶瓷、塑料塑塑 料料 v 引脚形状：长引线直插引脚形状：长引线直插短引线或无引线贴短引线或无引线贴 装装球状凸点球状凸点 v 装配方式：通孔插装装配方式：通孔插装表面组装表面组装直接安直接安 装装 2021-7-116 2.1.2 MCS-51系列封装形式系列封装形式 v 总线型：总线型： 2021-7-117 引脚数少、体积小。引脚数少、体积小。 v 非总线型：非总线型： 2021-7-118 2.2 MCS-51的的IO口结构与操作口结构与操作 MCS-51型单片机有型单片机有4

4、个个8位并行位并行IO口，口， P0、P1、P2和和P3；各口均由口锁存器、；各口均由口锁存器、 输出驱动器、输入缓冲器组成。对口锁输出驱动器、输入缓冲器组成。对口锁 存器进行读写就可实现输入输出操作。存器进行读写就可实现输入输出操作。 对单片机的控制，其实就是对对单片机的控制，其实就是对I/O口和口和 寄存器的控制。寄存器的控制。 2021-7-119 P0口作用口作用 2.2.1 P0、P2、P1、P3口口 1. 作通用作通用IO口口(准双向准双向) 2. 系统扩展时作地址总线系统扩展时作地址总线(低低8位位)、数据总线、数据总线 P2口作用口作用 2. 系统扩展时作地址总线系统扩展时作地

5、址总线(高高8位位) 1. 作通用作通用IO口口(准双向准双向) 2021-7-1110 P1口作用口作用 1. 通用通用IO口口(准双向准双向) P3口作用口作用 1. 作通用作通用IO口口(准双向准双向) 2. 第二功能第二功能 2. 定时器定时器/计数器计数器T2的外部信号的外部信号(52单片机单片机) 2021-7-1111 v P3口第二功能口第二功能 v P3.0 ：RXD（串行口输入）（串行口输入） v P3.1 ：TXD（串行口输出）（串行口输出） v P3.2 ：INT0（外部中断（外部中断0输入）输入） v P3.3 ：INT1（外部中断（外部中断1输入）输入） v P3.

6、4 ：T0（定时（定时/计数器计数器0的外部输入）的外部输入） v P3.5 ：T1（定时（定时/计数器计数器1的外部输入）的外部输入） v P3.6 ：WR（片外数据存储器（片外数据存储器“写写”选通控制输选通控制输 出）出） v P3.7 ：RD （片外数据存储器（片外数据存储器“读读”选通控制输选通控制输 出）出） 2021-7-1112 2.2.2 通用通用IO口结构示意图口结构示意图 灌电流负载灌电流负载拉电流负载拉电流负载 2021-7-1113 v 并行口的带负载能力并行口的带负载能力(AT89S52) v 每根引脚最大可吸收每根引脚最大可吸收10mA的（灌）电流的（灌）电流 v

7、 P0口吸收电流的总和不能超过口吸收电流的总和不能超过26mA v P1、P2和和P3每个口吸收电流的总和限制在每个口吸收电流的总和限制在15mA v 4个口所有口线的吸收电流总和限制在个口所有口线的吸收电流总和限制在71mA 2021-7-1114 2.3.1 驱动驱动LED (Light Emitting Diode ) LED典型工作点：典型工作点：2V，10mA。单个单个LED驱动特性如下图：驱动特性如下图： 2.3 MCS-51的的IO口控制简单外设口控制简单外设 2021-7-1115 多个多个LED驱动驱动 共阳极共阳极 共阴极共阴极 (245：单根线：单根线25mA,总和总和7

8、5mA) 并口直接驱动并口直接驱动 经缓冲器驱动经缓冲器驱动 （亮度不理想）（亮度不理想） 2021-7-1116 2.3.2 驱动驱动LED数码管数码管 公共电阻限流公共电阻限流 各路分别限流各路分别限流 2021-7-1117 dpgfedcba 00000110 共阴极共阴极字形字形“1” 编码示例：编码示例：06H 2021-7-1118 2.3.3 驱动蜂鸣器驱动蜂鸣器 有源有源蜂鸣器：接额定电压就可连续发声蜂鸣器：接额定电压就可连续发声 无源无源蜂鸣器：接入变频方波，可得到不同音调的声音蜂鸣器：接入变频方波，可得到不同音调的声音 两种蜂鸣器驱动电路相同，仅程序不同两种蜂鸣器驱动电路

9、相同，仅程序不同 蜂鸣器需要较大电流蜂鸣器需要较大电流2050mA，需要驱动电路，需要驱动电路 2021-7-1119 v 简单开关及输入接口简单开关及输入接口 2.3.4 驱动开关驱动开关 2021-7-1120 v 开关闭合与断开时的抖动及去抖电路开关闭合与断开时的抖动及去抖电路 按键较少时：去抖电路按键较少时：去抖电路 按键较多时：软件延时按键较多时：软件延时, ,通常为通常为10ms10ms 2021-7-1121 v 继电器：当输入量继电器：当输入量( (如电压、电流、温度如电压、电流、温度 等等) )达到规定值时，使被控制的输出电路导达到规定值时，使被控制的输出电路导 通或断开的电

10、器。可分为电气量通或断开的电器。可分为电气量( (如电流、如电流、 电压、频率、功率等电压、频率、功率等) )继电器及非电气量继电器及非电气量( (如如 温度、压力、速度等温度、压力、速度等) )继电器两大类。具有继电器两大类。具有 动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等 优点。优点。 2.3.5 驱动继电器驱动继电器 2021-7-1122 2.4 MCS-51的的IO口程序的编写口程序的编写 对对IO口操作：通过口操作：通过C语句控制寄存器，寄存语句控制寄存器，寄存 器映射到端口器映射到端口 与寄存器同名 的8/16位变量 C语言 函数:各个变 量之间

11、的互动 1 0 8/16位寄存器 高电平 低电平 I/O;UART;SPI ;IIC;. +5V(+3.3V) 0V 目标代码硬件实现 各个寄存器之 间的互动 各个硬件模块 之间的互动 编译器 编译 下载线：下载 编程器：烧录 其他变量RAM中的数据 RAM中的存储 单元 2021-7-1123 2.4 MCS-51的的IO口驱动程序的编写口驱动程序的编写 2.4.1 单个引脚的控制单个引脚的控制 2. 位运算符：位运算符：&、|、 1. 单个位变量操作：单个位变量操作：sbit 2.4.2 IO口并行控制口并行控制 通过对寄存器操作映射：通过对寄存器操作映射：P1=0 x0F 2021-7-

12、1124 2.4 MCS-51的的IO口驱动程序的编写口驱动程序的编写 2.4.3 流水灯的设计流水灯的设计 1. 任务分析：设计任务分析：设计8个灯循环闪烁个灯循环闪烁 2. 方案设计：使用单片机方案设计：使用单片机IO口控制口控制LED 3. 元件选型：元件选型：AT89S52、LED 4. 电路图绘制：电路图绘制：Protel 5. 元件购买、元件购买、PCB制作、器件焊接：制作、器件焊接： 6. 软件编写、仿真：软件编写、仿真：Keil、Proteus 7. 系统调试：系统调试： 2021-7-1125 2.4.4 硬件设计考虑的问题硬件设计考虑的问题 2. LED的接法：共阴、共阳、

13、哪个口的接法：共阴、共阳、哪个口 3. 限流电阻的选择限流电阻的选择 1. 单片机最小系统的构成单片机最小系统的构成 4. P0口的考虑：输出高电平需上拉电阻口的考虑：输出高电平需上拉电阻 v晶振晶振 v复位复位 v电源电源 v计算方法计算方法 v碳膜碳膜 金属膜金属膜 1/4w v单个电阻单个电阻 排阻排阻 2.4 MCS-51的的IO口驱动程序的编写口驱动程序的编写 2021-7-1126 2.4.5 软件设计考虑的问题软件设计考虑的问题 1. 软件在软件在LED亮灭、延时这两个状态循环亮灭、延时这两个状态循环 2. 软件流程图：软件流程图： 3. 点亮点亮LED：位操作、并行操作：位操作

14、、并行操作 4. 延时的实现：延时的实现：for、while 5. 循环的实现：循环的实现：for、while 2.4 MCS-51的的IO口驱动程序的编写口驱动程序的编写 2021-7-1127 2.4.6 硬件优化硬件优化 1. 驱动能力：拉电流驱动能力：拉电流(100uA)、灌电流、灌电流(10mA) 3. 锁定输出锁定输出(锁存器锁存器)：74LS373、74LS573 4. 节约引脚节约引脚(串入并出串入并出)：74LS164、74LS595 2.4 MCS-51的的IO口驱动程序的编写口驱动程序的编写 2. 电流放大电流放大(驱动器驱动器)：三极管、缓冲器：三极管、缓冲器 (74LS245) 2021-7-1128 2.3.7 软件优化软件优化 2. 循环的使用循环的使用 3. L