单片机第二章2 (2)课件

第二章

MCS-51单片机的基本结构及工作原理单片机原理与应用技术》教学课件三、输入/输出端口的结构1、MCS-51有四个I/O端口：P0、P1、P2和P3。2．每个端口都是8位准双向口，共占32根引脚。“准双向”：当I/O口作为输入时，应先向此口锁存器写入“1”，此时该口引脚浮空，可作高阻抗输入。3．每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。4．每个端口都包括一个锁存器，一个输出驱动器和输入缓冲器。作输出时数据可以锁存，作输入时数据可以缓冲。（一）功能P0口：可作为一般I／O口用，但当应用系统采用外部总线结构时，它分时作低8位地址线和8位双向数据总线用。

P1口：每1位均可独立作为I／O口。

P2口：可作一般I／O口用，当应用系统采用外部总线结构时，它仅能作为高8位地址线。

P3口：双功能口。第一功能使用时同P1口，每1位均可独立作为I／O口。每1位均具有第二功能，两个功能不能同时使用。P3口第二功能表

（P.27表2－1）引脚第二功能P3.0RxD:串行口接收数据输入端P3.1TxD:

串行口发送数据输出端P3.2INT0:

外部中断申请输入端0P3.3INT1:

外部中断申请输入端1P3.4T0:

外部计数脉冲输入端0P3.5T1:

外部计数脉冲输入端1P3.6WR:

写外设控制信号输出端P3.7RD:

读外设控制信号输出端单片机原理与应用技术》教学课件单片机的引脚（P1口）P1.0—P1.7:准双向I/O口（内置了上拉电阻）输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其写“1”。21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线Vcc引脚P1.X内部上拉电阻单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线Vcc引脚P1.X内部上拉电阻输出数据=0时001导通=0单片机的引脚（P1口）单片机原理与应用技术》教学课件作输入口时，数据可以读自口的锁存器，也可以读自口的引脚。这要根据输入操作采用的是“读锁存器”指令还是“读引脚”指令来决定。CPU在执行“读—修改—写”类输入指令时（如：ANLP1，A），内部产生的“读锁存器”操作信号，使锁存器Q端数据进入内部数据总线，在与累加器A进行逻辑运算之后，结果又送回P0的口锁存器并出现在引脚。读口锁存器可以避免因外部电路原因使原口引脚的状态发生变化造成的误读。CPU在执行“MOV”类输入指令时（如：MOVA，P1），内部产生的操作信号是“读引脚”。注意：在执行该类输入指令前要先把锁存器写入“1”，使场效应管T2截止，使引脚处于悬浮状态，可作为高阻抗输入。否则，在作为输入方式之前曾向锁存器输出过“0”，则T2导通会使引脚箝位在“0”电平，使输入高电平“1”无法读入。所以，P1口在作为通用I/O口时，属于准双向口21DQCK/Q读锁存器写锁存器内部总线Vcc引脚P1.X内部上拉电阻假如需要读引脚状态，而未对其先写入“1”，如果之前输出过“0”，则不能正常读取管脚状态。001导通单片机的引脚（P1口）读引脚=1低电平“0”单片机原理与应用技术》教学课件简单测控实例原理图单片机原理与应用技术》教学课件P1.3作输入端口光路通畅，R亮2K光路阻断，R暗400KR亮<2.2KR暗

>250K单片机原理与应用技术》教学课件单片机的引脚（P0口）P0.0-P0.7:准双向I/O（内置场效应管上拉）寻址外部存储器时分时作双向8位数据口和低8位地址复用口，工作状态由CPU发出的控制信号决定；不接存储器时可作为8位准双向I/O口使用。21DQCK/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.X34Vcc单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控制=0引脚P0.X34作通用I/O端口使用时，控制=0。00100截止截止Vcc=1此脚作输入口，“读引脚”时，事先必须对它写“1”。单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控制=0引脚P0.X34当“输出1”时，输出级为漏级开路电路，引脚上必须接上拉电阻，才能输出高电平。00100截止截止VccVdd单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线地址/数据=1控制=1引脚P0.X34P0口作地址/数据复用口时，控制=1：（2）当输出地址/数据=1时110导通截止Vcc=00=1单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线地址/数据控制=0引脚P0.X34P0口作地址/数据复用口输入时，仅从外存读入信息，控制=0，CPU自动向P0口输出FFH，使下拉场效应管截止。输入指令将使引脚与内部总线直通Vcc=1截止截止单片机原理与应用技术》教学课件1、

P0作为地址数据总线时，VT1和VT2是一起工作的，构成推挽结构。高电平时，VT1打开，VT2截止；低电平时，VT1截止，VT2打开。这种情况下不用外接上拉电阻。

而且，输出高电平的时候，当VT1打开，VT2截止，因为内部电源直接通过T1输出到P0口线上,因此驱动能力(电流)可以很大，这就是为什么教科书上说可以“驱动8个TTL负载”的原因。P0口特点小结（1）4.“读锁存器”为引脚改写操作。凡是“读—修改—写”的操作，CPU读的都是端口锁存器中的数据。5.

在总线方式时，P0口不能再做通用的I/O端口。它分时输出地址、数据总线的信息（此时引脚不用外接上拉电阻），此时为双向口P0口特点小结（2）6、在某个时刻，P0口上输出的是作为总线的地址数据信号还是作为普通I/O口的电平信号，是依靠多路开关MUX来切换的。而MUX的切换，又是根据单片机指令来区分的。当指令为外部存储器/IO口读/写时，比如MOVXA,@DPTR,MUX是切换到地址/数据总线上；而当普通MOV传送指令操作p0口时，MUX是切换到内部总线上的。ADC0809与单片机的连接MOVA,3FHMOVP0,A单片机的引脚（P2口）P2.0—P2.7:准双向I/O（内置了上拉电阻）寻址外部存储器时输出高8位地址；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线地址高8位控制引脚P2.X3内部上拉电阻Vcc单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚=0读锁存器写锁存器内部总线地址高8位控制引脚P2.XP2作通用输出口时，控制=0。110截止3内部上拉电阻11Vcc=1=0输出=1时，单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚=0读锁存器写锁存器内部总线地址高8位控制引脚P2.X001导通3内部上拉电阻00Vcc=0=0P2作通用输出口时，控制=0。输出=0时，单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚=0读锁存器写锁存器内部总线地址高8位控制引脚P2.XP2作高8位地址A8-A15输出口时，控制=1。10截止3内部上拉电阻1Vcc=1=1=1当输出=1时单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚=0读锁存器写锁存器内部总线地址高8位=0控制引脚P2.X01导通3内部上拉电阻0Vcc=0=1P2作高8位地址A8-A15输出口时，控制=1。当输出=0时单片机原理与应用技术》教学课件P2口在系统使用外部存储器时，做高八位的地址总线。P2口使用时注意：a)当应用系统扩展有大于256B而小于64kB的外部存储器，且P2口用于输出高8位地址时，P2口不能再作通用I／O口使用。使用如：

MOVXA，@DPTR；访问外部数据存储器

MOVCA，@A+DPTR;访问外部程序存储器这里使用了16位的寄存器DPTRP2口特点小结（1）b)在不接外部存储器或片外存储器容量小于256字节的系统中，可以使用“MOVXA，＠Ri”类指令访问片外存储器，仅由P0口输出低8位地址，此时P2口可作通用I／O口用。

P2口特点小结（2）单片机的引脚（P3口）P3.0—P3.7:双功能口（内置了上拉电阻）它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。21DQCK/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4单片机原理与应用技术》教学课件P3口第二功能表（P.27表2－1）引脚第二功能P3.0RxD:串行口接收数据输入端P3.1TxD:

串行口发送数据输出端P3.2INT0:

外部中断申请输入端0P3.3INT1:

外部中断申请输入端1P3.4T0:

外部计数脉冲输入端0P3.5T1:

外部计数脉冲输入端1P3.6WR:

写外设控制信号输出端P3.7RD:

读外设控制信号输出端单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线D第二功能输出（WR，RD，TxD）引脚P3.X3内部上拉电阻Vcc4第二功能输出时，内部自动

D=1=111与非门单片机原理与应用技术》教学课件21DQCK/Q读引脚读锁存器写锁存器内部总线第二输出功能＝1引脚P3.X3内部上拉电阻Vcc4第二功能输入时，信号经缓冲器4

直接进入内总线11与非门10截止

第二功能输入（RxD，T0，T1，INT0，INT1）单片机原理与应用技术》教学课件并行端口在使用时应注意的几个问题“拉电流”还是“灌电流”1、“灌电流”——输出“低电平”来驱动负载

使用灌电流的方式与电流较大的负载直接连接时,端口可以吸收约20mA。

Px.yVddVdd灌电流方式，输出”0”，点亮LED

2、“拉电流方式”——输出高电平驱动负载。采用拉电流方式连接负载时，AT89S51所能提供“拉电流”仅仅为80μA，如果我们采用右下图的方式，不足以点亮LED(或很暗)。当然，不是所有的单片机都是这样，PIC单片机就可以提供30mA的拉电流和灌电流。单对于大多数IC电路，最好还是使用“灌电流”去驱动负载。Px.yVdd拉电流方式输出高电平点亮LED拉电流方式驱动负载，要接上拉电阻。输出高电平，LED亮，电流从电源正——上拉电阻——LED——地。输出低电平，LED灭，电流从电源正——上拉电阻——P口。缺点：功耗大。Px.yVdd拉电流方式输出高电平点亮LEDVdd单片机与继电器等大电流负载的接口我们知道：AT89S51的端口可以吸收约20mA的电流。对于继电器等大于20mA的负载，单片机可以采用右图的接法，用一个三极管来承担负载所需的大电流。对P0口要接上拉电阻Px.y负载Vcc单片机与继电器等大电流负载的接口若于负载电流易造成干扰单片机的环境，应采用右下图“光电隔离”的方式。其中:A、

B两处没有任何电的联系。JVccVddPx.yAB四、端口负载能力和接口要求1、P0口的每一位输出可驱动8个LSTTL负载。当把它作通用I／O口输出时，输出级是开漏电路，当它驱动NMOS或其它拉电流负载时，需要外接上拉电阻才有高电平输出。当作地址／数据总线（总线方式）时，（即MOVX，MOVC之类的指令），这时P0口是推挽式输出，所以这个时候不论输1（高电平）还是输0（低电平），驱动都比较强（内阻小，输出电流大），无需外接上拉电阻，你们没人见过51访问外RAM的硬件中P0口接上拉电阻的吧！

此时不能作通用I／O口使用。2．P1~P3口的输出级均接有上拉电阻，他们的每一位的输出均可以驱动4个LSTTL负载。当作为输出驱动一般的晶体管的基极时，应在口与晶体管的基极之间串接限流电阻。

3．P0~P3口都是准双向I／O口。由输出转为输入状态时，必须先向相应端口的锁存器写入“1”，使下拉场效应管截止。P0口作为地址/数据复用口（总线方式）时，相当于一个真正双向口，用于和外部存储器的连接，输出低八位地址和输出/输入8位数据；当系统复位时，P0~P3端口锁存器全为“1”。51单片机的8个特殊引脚Vcc,GND:电源端XTAL1,