单片机的IO接口ppt课件

1、第04讲 单片机的IO接口电气信息实验教学中心电气信息实验教学中心仝迪仝迪;一、51单片机的P0口 1 1P0P0口构造口构造 P0P0口是一个三态双向口，可作为地址口是一个三态双向口，可作为地址/ /数据分时复用数据分时复用口，也可作为通用口，也可作为通用I/OI/O接口。接口。 其其1 1位的构造原理如下图。位的构造原理如下图。P0P0口由口由8 8个这样的电路组成。个这样的电路组成。锁存器起输出锁存作用，锁存器起输出锁存作用，8 8个锁存器构成了特殊功能个锁存器构成了特殊功能存放器存放器P0P0；场效应管；场效应管(FET)V1(FET)V1、V2V2组成输出驱动器，组成输出驱动器，以增

2、大带负载才干；三态门以增大带负载才干；三态门1 1是引脚输入缓冲器；三是引脚输入缓冲器；三态门态门2 2用于读锁存器端口；与门用于读锁存器端口；与门3 3、反相器、反相器4 4及模拟转及模拟转换开关构成了输出控制电路换开关构成了输出控制电路;一、51单片机的P0口P0.x地址/数据控制D Q锁存器CLK_QMUX&1V2V1读引脚内部总线读锁存器写锁存器VCC2134P0口1位构造图;一、51单片机的P0口 P0口由8个这样的电路组成。 锁存器起输出锁存作用，8个锁存器构成了特殊功能存放器P0； 场效应管(FET)V1、V2组成输出驱动器，以增大带负载才干； 三态门1是引脚输入缓冲器；

3、 三态门2用于读锁存器端口； 与门3、反相器4及模拟转换开关构成了输出控制电路;一、51单片机的P0口 2. 通用I/O接口功能 当P0口作为通用I/O口运用，在CPU向端口输出数据时，对应的控制信号为0，转换开关把输出级与锁存器Q端接通，同时因与门3输出为0使V2截止，此时，输出级是漏极开路电路。当写脉冲加在锁存器时钟端CLK上时，与内部总线相连的D端数据取反后出如今Q端，又经输出V1反相，在P0引脚上出现的数据正好是内部总线的数据。当要从P0口输入数据时，引脚信息仍经输入缓冲器进入内部总线。;一、51单片机的P0口 (1) 在输出数据时，由于V2截止，输出级是漏极开路电路，要使1信号正常输

4、出，必需外接上拉电阻。 P0口的输出级具有驱动8个LSTTL负载的才干，即输出电流不大于800 A。;一、51单片机的P0口 (2) P0口作为通用I/O口运用时，是准双向口。其特点是在输入数据时，应先把口置1(写1)，此时锁存器的Q端为0，使输出级的两个场效应管V1、V2均截止，引脚处于悬浮形状，才可作高阻输入。由于，从P0口引脚输入数据时，V2不断处于截止形状，引脚上的外部信号既加在三态缓冲器1的输入端，又加在V1的漏极。假定在此之前曾输出锁存过数据0，那么V1是导通的，这样引脚上的电位就一直被箝位在低电平，使输入高电平无法读入。因此，在输入数据时，应人为地先向口写1，使V1、V2均截止，

5、方可高阻输入。所以说P0口作为通用I/O口运用时，是准双向口。但在P0用作地址/数据分时复用功能衔接外部存储器时，由于访问外部存储器期间，CPU会自动向P0口的锁存器写入0FFH，对用户而言，P0口此时那么是真正的三态双向口。;二、51单片机的P1口 P1口为准双向口，其1位的内部构造如下图。它在构造上与P0口的区别在于输出驱动部分。其输出驱动部分由场效应管V1与内部上拉电阻组成。当其某位输出高电平常，可以提供拉电流负载，不用像P0口那样需求外接上拉电阻。;二、51单片机的P1口P2.xD Q锁存器CLK_QV1读引脚内部总线读锁存器写锁存器内部上拉电阻21VCC图2.10 P1口1位结构图

6、P1口1位构造图 ;二、51单片机的P1口 P1口只需通用I/O接口一种功能(对51子系列)，其输入输出原理特性与P0口作为通用I/O接口运用时一样。P1口具有驱动4个LSTTL负载的才干。 另外，对于52子系列单片机P1口P1.0与P1.1除作为通用I/O接口线外，还具有第二功能，即P1.0可作为定时器/计数器2的外部计数脉冲输入端T2，P1.1可作为定时器/计数器2的外部控制输入端T2EX。;二、51单片机的P2口 51单片机的P2口构造和P1口类似D Q锁存器CLK_Q1P2.xV1读引脚内部总线读锁存器写锁存器地址控制VCC内部上拉电阻MUX213图2.11 P 2口1位结构图P2口1

7、位构造图;二、51单片机的P2口 当作为准双向通用I/O口运用时，控制信号使转换开关接向左侧，锁存器Q端经反相器3接V1，其任务原理与P1一样，也具有输入、输出、端口操作三种任务方式，负载才干也与P1一样。;三、51单片机的P3口P3口1位构造图;四、单片机IO口的访问 例子1，点亮P1.4口，让它有节律地闪烁 分析： While1 led=1； Led=0； ; 例子1，点亮P1.4口，让它有节律地闪烁 解： #include sbit led=P14; void delay(unsigned int n); void main(void) while(1)led=1;delay(65530

8、);led=0;delay(65530); void delay(unsigned int n) while(n-); 四、单片机IO口的访问;四、单片机IO口的访问 例子1，点亮P1.4口，让它有节律地闪烁 扩展知识：延时时间之谜 void delay (unsigned int delaytime) while(delaytime-); 每次执行了void delay (unsigned int delaytime)函数后究竟耗费了多少时间？ 每一次的while(delaytime-);循环耗费了多少时间;四、单片机IO口的访问 时钟周期 在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最根本的动作。对

9、于某种单片机，假设采用了1MHZ的时钟频率，那么时钟周期为1us；假设采用4MHZ的时钟频率，那么时钟周期为250us。由于时钟脉冲是计算机的根本任务脉冲，它控制着计算机的任务节拍使计算机的每一步都一致到它的步伐上来。显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的任务速度就越快。但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全一样，所以其所需求的时钟周频率范围也不一定一样。传统的MCS51单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。课中运用的12C5A60S2单片机可任务在35MHz下。;四、单片机IO口的访问 机器周期 在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为假设干个阶段，每一

10、阶段完成一项任务。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项任务称为一个根本操作。完成一个根本操作所需求的时间称为机器周期。普通情况下，一个机器周期由假设干个S周期形状周期组成。 传统的8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期形状周期组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍用P表示，二个节拍定义为一个形状周期用S表示，8051单片机的机器周期由6个形状周期组成，也就是说一个机器周期=6个形状周期=12个时钟周期。;四、单片机IO口的访问 指令周期 指令周期是执行一条指令所需求的时间，普通由假设干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中

11、，指令取出到指令存放器后，立刻译码执行，不再需求其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，那么需求两个或者两个以上的机器周期。通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。;四、单片机IO口的访问 现代单片机由于架构千差万别，因此评价一个单片机系统的运转速度往往将时钟周期与指令周期直接进展比较，从而得到某条指令执行时需求多少时间的直接关系。 例如：助记符助记符功能说明功能说明字节数字节数传统传统5151单片单片机所需时钟机所需时钟周期周期STCSTC的的5151单单片机所需时片机所需时钟周期钟周期效率提升效率提升MOV A，Rn寄存器内容送

12、入ACC112112倍MOV A，#data立即数送入ACC21226倍DJNZ Rn，re1寄存器减1，非零转移22446倍;四、单片机IO口的访问 例子2： 从一个IO读出数据，从P2.0口处的按键读入电平的高低，然后送至LED进展显示。 分析： While1 temp=key1； led=temp； ;四、单片机IO口的访问 例子2： 从一个IO读出数据，从P2.0口处的按键读入电平的高低，然后送至LED进展显示。 知识扩展：按键抖动。 由于按键的按下与抬起都会有1020ms的抖动毛刺存在，因此，为了获取稳定的按键信息，需求避开这段抖动期。;四、单片机IO口的访问一个实践的抖动;四、单片机IO口的访问 例子2： 从一个IO读出数据，从P2.0口处的按键读入电平的高低，然后送至LED进展显示。 知识扩展：按键抖动 去抖动“算法;四、单片机IO口的访问 if(key1=0) /假设按下 delay(5); /延时参数需求根据实践情况调整 if(key1=0) /确实按下，延时后依然为0 while(!key1); /等待释放释放时key1=1退出循环，没释放时key1是不会等于1的，稳定形状是不会有