单片机IO口控制实验实验报告

单片机IO口控制实验实验报告单片机IO口控制实验实验报告全文共5页，当前为第1页。2单片机IO口控制实验实验报告单片机IO口控制实验实验报告全文共5页，当前为第1页。

单片机IO口控制实验

一、实验目的

1、熟悉MCS-51的I/O结构；2、掌握MCS-51I/O的使用方法；3、掌握MCS-51的中断机制。

二、实验原理

1、MCS-51单片机的硬件结构片内结构：

2、内部数据存储器：

3、SFR的名称及其分布：

4、I/O端口地址：

5、P0～P3端口功能总结：

P0～P3口都是并行I/O口，但P0口和P2口，还可用来构建系统的数据总线和地址总线，所以在电路中有一个MUX，以进行转换。而P1口和P3口无构建系统的数据总线和地址总线的功能，因此，无MUX。P0口的MUX的一个输入端为“地址/数据”信号。P2口的MUX的一个输入信号为“地址”信号。

在4个口中只有P0口是一个真正的双向口，P1～P3口都是准双向口。

原因:P0口作数据总线使用时，需解决芯片内外的隔离问题，即只有在数据传送时芯片内外才接通；不进行数据传单片机IO口控制实验实验报告全文共5页，当前为第2页。送时，芯片内外应处于隔离状态。为此。

P0口的输出缓冲器应为三态门。P0口中输出三态门是两只场效应管组成，所以是一个真正的双向口。

P1～P3口，上拉电阻代替P0口中的场效应管，输出缓冲器不是三态的－准双向口。P3口的口线具有第二功能，为系统提供一些控制信号。

因此P3口增加了第二功能控制逻辑。这是P3口与其它各口的不同之处。

6、P0口结构及特点：⑴P0口结构与运作

1个输出锁存器，用于进行输出数据的锁存；

2个三态输入缓冲器，分别用于锁存器和引脚数据的输入缓冲；1个多路开关MUX，它的一个输入来自锁存器，另一个输入是地址/数据信号的反相输出。在控制信号的的控制下能实现对锁存器输出端和地址/数据线之间的切换；两只场效应管组成的输出驱动电路。

⑵P0口的特点

P0口是一个双功能的端口：地址/数据分时复用口和通用I/O口；

具有高电平、低电平和高阻抗3种状态的I/O端口称为双向I/O端口。P0口作地址/数据总线复用口时，相当于一个真正的双向I/O口。而用作通用I/O口时，于引脚上需要外接上拉电阻，端口不存在高阻状态，此时P0口只是一个单片机IO口控制实验实验报告全文共5页，当前为第3页。准双向口；为保证引脚上的信号能正确读入，在读入操作前应首先向锁存器写1；单片机复位后，锁存器自动被置1；

一般情况下，如果P0口已作为地址/数据复用口时，就不能再用作通用I/O口使用；P0口能驱动8个TTL负载。

7、P1口的结构及特点：⑴P1口结构与运作

一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存；

两个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2用于读引脚；数据输出驱动电路，场效应管VT和片内上拉电阻R组成。

⑵P1口的特点

P1口于有内部上拉电阻，没有高阻抗输入状态，所以称为准双向口。作为输出口时，不需要再在片外拉接上拉电阻；

P1口读引脚输入时，必须先向锁存器写入1，其原理与P0口相同；P1口能驱动4个TTL负载。

8、P2口结构及特点：⑴P2口结构与运作

一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存；

两个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2用于读引脚；

一个多路开关MUX，它的一个输入来自锁存器的Q端，另一个输入来自内部地址的高8位；

数据输出驱动电路非门M，场效应管VT和片内上拉电阻R组成。

单片机IO口控制实验实验报告全文共5页，当前为第4页。⑵P2口的特点

P2口用作高8位地址输出线应用时，与P0口输出的低8位地址一起构成16位的地址总线，可以寻址64KB地址空间。

当P2口作高8位地址输出口时，其输出锁存器原锁存的内容保持不变。作为通用I/O口使用时，P2口为准双向口，功能与P1口一样。P2口能驱动4个TTL负载。

9、P3口结构及特点：⑴P3口结构组成

一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存；

3个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2、BUF3用于读引脚和第二功能数据的缓冲输入；

数据输出驱动电路，与非门M，场效应管VT和片内上拉电阻R组成。

⑵P3口的特点

P3口内部有上拉电阻，不存在高阻输入状态，是一个准双向口；P3口作第二功能的输出/输入或作通用输入时，均需将相应的锁存器置1。实际应用中，于复位后P3口锁存器自动置1，已满足第二功能运作条件，所以可以直接进行第二功能操作；

P3口的某位不作为第二功能使用时，则自动处于通用输出/输入口功能，可作为通用输出/输入口使用；

作通用输出/输入口使用时，输入信号取自缓冲器BUF2单片机IO口控制实验实验报告全文共5页，当前为第5页。的输出端，作第二功能使用时，输入信号取自缓冲器BUF3的输出端；P3口能驱动4个TTL负载。

10、IO口锁存器操作：

IO口锁存器值与IO口值不一定一致，应采用读锁存器-修改-写锁存器来进行I