单片机及接口技术：第5章_输入、输出接口P0～P3

1、 单片微型计算机与接口技术 (第4版) 第5章 输入、输出接口P0P31 POP3端口的功能和内部结构 POP3端口的编程 用并行口设计LED显示电路 用并行口设计键盘电路学习内容2 计算机对外设进行数据操作时，必须经过接口第5章 输入、输出接口P0P3CPU输入接口输入设备输出接口输出设备图51输入接口和输出接口 单片机已将接口集成在内部，无需外加接口，外设可直接连接单片机（有时需加驱动）35.1 POP3并行接口的功能和内部结构 5.1.1 端口功能 四个I/O口： P0、P1、P2、P3 可字节I/O，可按位I/O，共32根口线 口线大都有双重功能，介绍如下：4 PO口： 1.作为输入/

2、输出口 2.作为低 8 位地址/数据总线 ,扩展时分时复用 P1口： 1.作为输入/输出口 2.增强型(52系列)和ISP型(在系统编程型)中有新功能.5 P2口： 1.作为输入/输出口 2.作为高8位地址总线 P3口： 1.作为输入/输出口 2.作第二功能使用，每一位功能定义如下:6 RD （外部RAM读选通信号,出） P3.7 WR （外部RAM写选通信号,出）P3.6 T1 （定时器1外部计数脉冲输入）P3.5 T0 （定时器0外部计数脉冲输入）P3.4 P3.3 P3.2 TXD （串行输出线）P3.1 RXD （串行输入线） P3.0 第二功能 端口引脚 INT0（外部中断0输入线）

3、INT1 （外部中断1输入线） 7 5.1.2 端口的内部结构 四个端口的一位结构见教材图5.2 共同之处：每个端口功能不同，内部结构亦有不同 都有两个输入缓冲器 都有锁存器(即专用寄存器POP3) 都是场效应管输出驱动81. P0口 字节地址80H,位地址80H87H 可字节寻址,也可位寻址P0.0P0.7:扩展分时复用：双向8位数据口/输出低8位地址 不扩展: 通用I/O口921DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控制 引脚P0.X34VccP0口T1 T210控制=0时 此脚可作输入口（事先须对其写“1”）12DQCK/Q读引脚 =1 读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控

4、制 引脚P0.X340 01 0 0 截止 截止 =0 VccP0口11控制=0时 此脚可作输出口（须外接上拉电阻） （1）输出1时12DQCK/Q读引脚 =0读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控制 引脚P0.X340 01 0 0 截止 截止 =0 VccP0口1 12控制=0时，此脚可作输出口（须外接上拉电阻） （2）输出0时12DQCK/Q读引脚 =0读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控制 引脚P0.X340 00 11 截止 导通 =0 VccP0口0 13控制=1 时，此脚作地址/数据复用口 （1）输出地址/数据 =0时12DQCK/Q读引脚 =0 读锁存器写锁存器内部总线地址/数据

5、控制=1 引脚P0.X341 0 1 1 =0 导通 截止 =0VccP0口14控制=1 时，此脚作地址/数据复用口 （2）输出地址/数据 =1 时12DQCK/Q读引脚 =0 读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控制=1 引脚P0.X341 1 0 0 =1 截止 导通 =1VccP0口15控制=1 时，此脚作地址/数据复用口： 输入数据时，输入指令将使引脚与内部总线直通12DQCK/Q读引脚 =1 读锁存器写锁存器内部总线 地址/数据控制=1 引脚P0.X34VccP0口T1 T2 16注意： 1) PO作通用I/O口使用(非扩展,少见)作为I/O口使用时，应外接10K左右上拉电阻作为输入口

6、使用时，应先对P0口写入1,再读入 即 SETB P0.2 ;使T2截止 MOV C,P0.2 ;读引脚P0.2 (硬件不足软件补)2) PO口作地址/数据线 (扩展,多见)172.P1口 字节地址90H,位地址90H97H P1.0P1.7: 通用I/O口 12DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线Vcc引脚P1.X内部上拉电阻 18注意：P1口作I/O口使用，当输入时，要先对该口写“1”（其他口同此） * MOV P1, #0FFH; 1) P1输出时:输出全1P1口 2) P1输入时:读P1引脚预备动作（有MOV A,P1类指令紧随）1912DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线

7、地址高8位控制 引脚P2.X3内部上拉电阻Vcc3. P2口 字节地址0A0H,位地址0A0H0A7HP2.0P2.7 扩展时 输出高8位地址 不扩展时作为通用I/O口204. P3 字节地址0B0H,位地址0B0H0B7HP3.0P3.7: 具有特定的第二功能 不使用第二功能时为通用I/O口12DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线第二功能输出引脚 P3.X3内部上拉电阻Vcc第二功能输入21归纳：1、不扩展时，四个口均可作通用I/O口使用 (少见)2、四个口在作输入口使用时，均应先对其写“1”，以避免误读 (硬件不足软件补)3、P0作I/O口时应外接上拉电阻 (少见)4、P2某几根线作

8、地址使用，剩下的口线不能作I/O口线使用 (整体)5、P3的某些口线作第二功能时，剩下的口线可作I/O口线使用 (位操作)22单片机片内I/O的改进（1）增加并行口的驱动能力，直接输出大电流、 高电压（2）增加I/O口的逻辑控制功能（3）串行接口功能多样化，构成网络化系统（4）移植16位单片机I/O部件，如：高速输入/输出、A/D转换器、D/A转换器、脉冲宽度调制（PWM）、看门狗定时器（WDT）等23 单片机进一步学习参考文献24单片机入门与趣味实验设计作者：肖婧ISBN号：978-7-81124-208-9出版日期：200804北京航天航空大学出版社定价：20元25匠人手记一个单片机工作者

9、的实践与思考作者：张俊ISBN号：978-7-81124-297-3出版日期：200804北京航天航空大学出版社定价：39元2680C51单片机实用技术作者：邹久朋ISBN号：978-7-81124-294-2出版日期：200804北京航天航空大学出版社定价：24元275.2 编程举例 (通用I/O应用)例5-1.设计一电路，监视某开关K，用发光二极管LED显示开关状态，如果开关合上，LED亮、开关打开，LED熄灭。 分析：设计电路如图5. 3所示 28LED+5VVcc-EARST10uF 1KP1.089S51P1.11K30P30PXTAL1XTAL2GND89C51+5VRST89S5

10、1+5VP1.11KXTAL189C51K29LED+5VVcc-EARST10uF 1KP1.089S51P1.11K30P30PXTAL1XTAL2GND89C51+5VRST89S51+5VP1.11KXTAL189C51K30注意：P1.1=1(+5V,K开) P1.0=0(灭)P1.1=0(接地,K合)P1.0=1(亮) 改变此关系,编程?编程如下： CLR P1.0 ；使发光二极管灭AGA:SETB P1.1 ；先对P1.1 写入“1” JB P1.1，LIG ；开关开，转LIG SETB P1.0 ；开关合上，二极管亮 SJMP AGALIG:CLR P1.0 ；开关开，二极管灭

11、 SJMP AGA31例5-2.在图5.4中P1.4P1.7接四个发光二极管LED,P1.0P1.3接四个开关，编程将开关的状态反映到发光二极管上. 89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V+5V1K43304 EA32 ORG 0100HABC:MOV P1,#0FFH ;高4位的LED全灭,低4位输入线送1 MOV A, P1 ;读P1口引脚开关状态A(MOVX?) SWAP A ;低4位开关状态换到高4位 ANL A,#0F0H ;保留高4位 MOV P1, A ;从P1口输出 SJMP ABC ;循环 读开关前，输入位先置“1”33 例5-3.

12、用P1.0输出1KHz和500Hz的音频信号驱动扬声器，作报警信号，要求1KHz信号响100ms ，500Hz信号响200ms，交替进行，P1.7接一开关进行控制，当开关合上响报警信号，当开关断开报警信号停止，编出程序。 分析：500Hz信号周期为2ms，信号电平为每1ms变反1次。1KHz的信号周期为1ms，信号电平 每500S变反1次，编一个延时500S子程序，延时1ms只需调用2次。用R2控制音响时间长短，A作音响频率交换控制的标志。A=0时产生1KHz信号，A=FFH时产生500Hz信号。 34P1.0反相后波形图 1ms 1ms100个T(即200ms变反200次)。500S500S

13、100个T (即100ms变反200次)。TTf=1000hzf=500hz35 ORG 0800H CLR A ;A作1KHz,500Hz转换标志BEG: SETB P1.7 ;P1.7输入,先写1 JB P1.7, ;检测P1.7的开关状态 MOV R2,#200 ;开关闭合报警,R2置变反次数 DV：CPL P1.0 CJNE A,#0FFH,N1;AFFH,转移,延时500S ACALL D500 ;A=FFH,延时1ms, P1.0变反36 N1：ACALL D500;延时500 S DJNZ R2，DV ;变反200次 CPL A ;标志取反 SJMP BEG ;循环D500:MO

14、V R7, #250 ;延时500S子程序 DJNZ R7, RET END375.3 用并行口设计LED数码显示器和键盘电路 键盘和显示器：输入输出装置5.3.1 用并行口设计LED显示电路1. LED显示器及其原理 LED:显示亮度高，响应速度快 七段LED显示器见图5.738abcdefgdp(a)(b)共阴型(c)共阳型cdedp12345678910abfgcomcomabcefabcdefgdpcomcom图5.739 LED 8个发光二极管不同亮暗的组合称为字形码 共阳极和共阴极的字形码不同 字形码见表5-240 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH dp g f e d c

15、b a abcdefgdpcdedp12345678910abfgcomcomabcefcomg共阴时：显示”0”,字形码为3FHd41显示字符段 符 号十六进制代码dpgfedcba共阴共阳0123456789AbCdEFHP0000000000000000000011111011110111111000111011111011111010001010111111111011011011011110001101111111110100101111100111100100111011011111101011013FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH

16、79H71H76H73HC0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H88H83HC6HA1H86H8EH89H8CH422.LED数码管的接口 数码管的接口有静态接口和动态接口 静态接口为固定显示方式 动态接口采用各数码管循环轮流显示43 例5-4:图5-8是接有5个共阴极数码管的动态显示接口电路，用74LS373接成直通的方式作驱动电路，阴极用非门74LS04反相门驱动，字形选择由P1口提供，位选择由P3口控制。 （3）当P3.0P3.4轮流输出1时，5个数码管轮流显示。P1.7接开关，当开关打向位置“1”时，显示“12345”字样，当开关打向“2”时，显示“HELLO”字样

17、： 441284546 用汇编语言编程 ORG 0300H MOV P3，#0 ；清显示 TEST:SETB P1.7 ；输入准备 JB P1.7，DIR1 ；检测开关状态 MOV DPTR,#TAB1 ; 开关置于1，12345字形表头地址 SJMP DIR DIR1: MOV DPTR，#TAB2 ; 开关置于2，“HELLO”字形表头地址 DIR: MOV R0，#0 ；R0存字形表偏移量（表头距字形码距离） MOV R1，#01 ；R1置数码表位选代码（哪位亮） NEXT: MOV A，R0 MOVC A，A+DPTR ; 查字形码表 MOV P1，A ；送P1口输出 47 MOV A

18、，R1 MOV P3，A ；输出位选码 ACALL DAY ；延时 INC R0 ；指向下一位字形 RL A ；指向下一位 MOV R1，A CJNE R1，#20H，NEXT ;五个数码管显示完? SJMP TESTDAY: MOV R6，#20 ;延时20ms子程序(与focs有关）DL2: MOV R7，#7DHDL1: NOP NOP48 DJNZ R7，DL1 DJNZ R6，DL2 RETTAB1:DB 06H,5BH,4FH,66H,6DH ; “15”的字形码TAB2:DB 76H,79H,38H,38H,3FH ; “HELLO”的字形码 END495.3.2 用并行口设计键

19、盘电路 键盘是计算机系统中输入设备 当按键少时可接成线性键盘(图5-4中的按键) 当按键较多时，将按键接成矩阵的形式，每个按键有行值和列值，其组合就是识别此按键的编码50 键盘处理程序的任务：确定有无键按下？判哪一个键按下？形成键编码处理 两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地(称行扫描)，另一个并行口输入按键状态(称回馈信号，键盘的列值)， 由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键、通过软件查表，查出该键的功能。也可由硬件编码器完成键的编码。51 图5-9中，用8XX51的并行口P1接44矩阵键盘， 以P1.0P1.3作输出线，以P1.4P1.7作输入线，键盘扫描程序的流程如图

20、5-10所示。952Y键处理读P1.4P1.7值置行扫描初值扫描位从P1口输出P1口的高四位和低四位相或得键编码扫到最后一行?NN(有键按下）N开始P1.0P1.3输出0延时去抖动P1.4P1.7全为1?P1.4P1.7全为1?YY(无键按下)53程序清单如下： ORG 0000HTEST:MOV P1,#0F0H ；P1.0P1.3输出0, P1.4P1.7 置1作输入准备 MOV A,P1 ；读键盘，检测有无键按下 ANL A,#0F0H ；屏蔽P1.0P1.3， 检测P1.4P1.7是否全为1 CJNE A,#0F0H,HAVE ；P1.4P1.7不全为1， 有键按下 SJMP TEST ；P1.4P1.7全为1， 无键按下，重检测键盘HAVE:MOV A,#0FEH ；有键按下，逐行扫描键盘， 置扫描初值54 NEXT: MOV B,A ；扫描码暂存于B MOV P1,A ；输出扫描码READ: MOV A,P1 ；读键盘 ANL A,#0F0H ；屏蔽P1.