Ch4-单片机的输入输出端口资料.ppt

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1、第第4 4章章 单片机的输入单片机的输入/输出端口输出端口 u4.1 输入输入/输出端口结构输出端口结构 u4.2 输入输入/输出端口负载能力输出端口负载能力 u4.3 P1口输出功能应用实例口输出功能应用实例 u4.4 P3口输入功能应用实例口输入功能应用实例 14.1 输入输入/输出端口结构输出端口结构80518051单片机有单片机有4 4个个8 8位并行位并行I/OI/O端口，称端口，称为为P0P0、P1P1、P2P2和和P3P3口，每个端口都各口，每个端口都各有有8 8条条I/OI/O口线，每条口线，每条I/OI/O口线都能独立口线都能独立地用作输入或输出。地用作输入或输出。在无片外扩

2、展存储器的系统中，这四在无片外扩展存储器的系统中，这四个个I/OI/O口都可以作为口都可以作为通用通用I/OI/O口口使用。使用。在有片外扩展存储器的系统中，在有片外扩展存储器的系统中，P2P2口口送出送出高高8 8位地址位地址，P0P0口分时送出口分时送出低低8 8位位地址地址和和8 8位数据位数据。21.P0口P0P0口口某某一一位位的的结结构构图图如如下下图图所所示示，它它由由一一个个输输出出锁锁存存器器、两两个个三三态态输输入入缓缓冲冲器器、一一个个转转换换开开关关MUXMUX、一一个个输输出出驱驱动动电电路路(T1(T1和和T2)T2)和一个和一个与门与门及一个及一个非门非门组成。组

3、成。3(1)P0(1)P0口用作通用口用作通用I/OI/O口口 MUXMUX与锁存器的与锁存器的Q Q端接通，与门输出为端接通，与门输出为0 0，T1T1截止，输出驱动级就截止，输出驱动级就工作在需外接上拉电阻的漏极开路方式。工作在需外接上拉电阻的漏极开路方式。P0P0口用作输出口口用作输出口 CPUCPU在执行输出指令时，内部数据总线的数据在在执行输出指令时，内部数据总线的数据在“写锁存器写锁存器”信号的作用下，由信号的作用下，由D D端进入锁存器，取反后出现在端进入锁存器，取反后出现在Q Q端，再经端，再经过过T2T2反向，则反向，则P0.XP0.X引脚上的数据就是内部总线的数据。引脚上的

4、数据就是内部总线的数据。由于由于T2T2为漏极开路输出，故此时必须外接上拉电阻。为漏极开路输出，故此时必须外接上拉电阻。04 P0P0口用作输入口口用作输入口数据可以读自端口的锁存器，也可以读自端口的引脚，这要看输入操作执行数据可以读自端口的锁存器，也可以读自端口的引脚，这要看输入操作执行的是的是“读锁存器读锁存器”指令还是指令还是“读引脚读引脚”指令。指令。方式方式1 1：读引脚。：读引脚。CPUCPU在执行在执行“MOV”MOV”类输入指令时类输入指令时(如：如：MOV A,P0)MOV A,P0)，内部产，内部产生的操作信号是生的操作信号是“读引脚读引脚”。P0.XP0.X引脚上的数据经

5、过缓冲器引脚上的数据经过缓冲器2 2读入到内部读入到内部总线。注意，在读引脚时，必须先向电路中的锁存器总线。注意，在读引脚时，必须先向电路中的锁存器写入写入1 1，使，使T2T2截止，截止，P0.XP0.X引脚处于悬浮状态，可作为高阻抗输入。引脚处于悬浮状态，可作为高阻抗输入。MOVMOV类指令类指令5 P0P0口用作输入口口用作输入口方式方式2 2：读锁存器。：读锁存器。CPUCPU在执行在执行“读读-改改-写写”类输入指令时类输入指令时(如：如：ANL P0,A)ANL P0,A)，内部产生的操作信号是，内部产生的操作信号是“读锁存器读锁存器”，锁存器中的数据经过缓冲器，锁存器中的数据经过

6、缓冲器1 1送送到内部总线，然后与到内部总线，然后与A A的内容进行逻辑的内容进行逻辑“与与”，结果送回，结果送回P0P0的端口锁存器的端口锁存器并出现在引脚。并出现在引脚。除了除了MOVMOV类指令外，其他的读口操作指令都属于这种情况。类指令外，其他的读口操作指令都属于这种情况。6(2)P0(2)P0口用作地址口用作地址/数据总线数据总线 MUXMUX将地址将地址/数据线与数据线与T2T2接通，同时与门输出有效。接通，同时与门输出有效。若若地地址址/数数据据线线为为1 1，则则T1T1导导通通，T2T2截截止止，P0P0口口输输出出为为1 1；反反之之T1T1截止，截止，T2T2导通，导通，

7、P0P0口输出为口输出为0 0。当当数数据据从从P0P0口口输输入入时时，读读引引脚脚使使三三态态缓缓冲冲器器2 2打打开开，端端口口上上的数据经缓冲器的数据经缓冲器2 2送到内部总线。送到内部总线。7（3 3）P0P0口小结口小结 P0P0口既可作地址口既可作地址/数据总线使用，也可作通用数据总线使用，也可作通用I/OI/O口使用。口使用。当当P0P0口作地址口作地址/数据总线使用时，就不能再作通用数据总线使用时，就不能再作通用I/OI/O口使用口使用了。了。P0P0口作输出口使用时，输出级属漏极开路，必须外接上口作输出口使用时，输出级属漏极开路，必须外接上拉电阻，才有高电平输出。拉电阻，才

8、有高电平输出。P0P0口作输入口读引脚时，应先向锁存器写口作输入口读引脚时，应先向锁存器写1 1，使，使T2T2截止，截止，不影响输入电平。不影响输入电平。82.P12.P1口口P1口是唯一的单功能口，仅能作为通用口是唯一的单功能口，仅能作为通用I/O口使用。由于在口使用。由于在其输出端接有上拉电阻，故可以直接输出而无需外接上拉电其输出端接有上拉电阻，故可以直接输出而无需外接上拉电阻。阻。同同P0口一样，当作输入口时，必须先向锁存器写口一样，当作输入口时，必须先向锁存器写“1”，使，使场效应管场效应管T截止。截止。93.P23.P2口口图图中中的的控控制制信信号号C C决决定定转转换换开开关关

9、MUXMUX的的位位置置：当当C=0C=0时时，MUXMUX拨拨向向下下方方，P0P0口口为为通通用用I/OI/O口口；当当控控制制信信号号C=1C=1时时，MUXMUX拨拨向向上上方，方，P0P0口作为地址总线使用。口作为地址总线使用。在实际应用中，在实际应用中，P2P2口通常作为高口通常作为高8 8位地址总线使用。位地址总线使用。104.P34.P3口口P3P3口用作通用口用作通用I/OI/O口时，第二输出功能信号口时，第二输出功能信号W=1W=1，P3P3口的每口的每一位都可定义为输入或输出，其工作原理同一位都可定义为输入或输出，其工作原理同P1P1口类似。口类似。在真正的应用电路中，在

10、真正的应用电路中，P3P3口的第二功能显得更为重要口的第二功能显得更为重要。11 P3P3口的第二功能口的第二功能 引脚引脚 第二功能第二功能 功能功能说说明明 P3.0RXD串行口串行口输输入入P3.1TXD串行口串行口输输出出P3.2外部中断外部中断0输输入入P3.3外部中断外部中断1输输入入P3.4T0定定时时器器/计计数器数器0计计数数输输入入P3.5T1定定时时器器/计计数器数器1计计数数输输入入P3.6片外片外RAM写写选选通信号通信号(输输出出)P3.7片外片外RAM读选读选通信号通信号(输输出出)124.2 输入输入/输出端口负载能力输出端口负载能力 P0P0口的输出级与口的输

11、出级与P1P1P3P3口的输出级在结构上不同，其输出级口的输出级在结构上不同，其输出级无上拉电阻，因此它们的负载能力和接口要求也不相同。无上拉电阻，因此它们的负载能力和接口要求也不相同。P0P0口口的每一位能驱动的每一位能驱动8 8个个LSTTLLSTTL负载。负载。在作为通用在作为通用I/OI/O口使用口使用时，输出驱动电路是开漏的，所以，驱动集电极开路时，输出驱动电路是开漏的，所以，驱动集电极开路(OC(OC门门)电路或漏级开路电路需外接上拉电阻电路或漏级开路电路需外接上拉电阻。当作为地址当作为地址/数据总数据总线使用时线使用时(T1(T1可以提供上拉电平可以提供上拉电平)，口线不是开漏的

12、，无需外，口线不是开漏的，无需外接上拉电阻。接上拉电阻。P1P1P3P3口口的每一位能驱动的每一位能驱动4 4个个LSTTLLSTTL负载。它们的输出驱动电负载。它们的输出驱动电路有上拉电阻，所以可以方便地由集电极开路路有上拉电阻，所以可以方便地由集电极开路(OC(OC门门)电路或电路或漏级开路电路所驱动，而无需外接上拉电阻。漏级开路电路所驱动，而无需外接上拉电阻。对于对于80C5180C51单片机单片机(CHMOS)(CHMOS)，端口只能提供几毫安的输出电流，端口只能提供几毫安的输出电流，故当作输出口去驱动一个普通晶体管的基极时，应在端口与故当作输出口去驱动一个普通晶体管的基极时，应在端口

13、与晶体管基极间晶体管基极间串联一个电阻串联一个电阻，以限制高电平输出时的电流。，以限制高电平输出时的电流。134.3 P1口输出功能应用实例口输出功能应用实例【例例1 1】P1P1口做输出口，控制八只发光二极管循环点亮口做输出口，控制八只发光二极管循环点亮(P1(P1口输出低电平时发光二极口输出低电平时发光二极管被点亮管被点亮)。解：解：由于发光二极管低电平点亮，所以，需要哪个发光二极管点亮，只需在相应的由于发光二极管低电平点亮，所以，需要哪个发光二极管点亮，只需在相应的端口输出逻辑端口输出逻辑0 0即可。由于每个发光二极管点亮后要持续一段时间才熄灭，再使即可。由于每个发光二极管点亮后要持续一

14、段时间才熄灭，再使下个发光二极管点亮，因此需要编写延时子程序，供主程序反复调用。下个发光二极管点亮，因此需要编写延时子程序，供主程序反复调用。本例中，延时子程序采用指令循环来实现。本例中，延时子程序采用指令循环来实现。地址地址机器机器码码程序程序注注释释 ORG 0000H0000H02 10 00 LJMP MAIN ORG 1000H1000H74 FE MAIN:MOV A,#0FEH1002HF5 90 LOOP:MOV P1,A1004H12 10 0A LCALL DELAY;延延时时1007H23 RL A;左移位左移位1008H80 F8 SJMP LOOP;循循环环100AH

15、7F FF DELAY:MOV R7,#0FFH;延延时时子程序子程序100CH7E FA L1:MOV R6,#0FAH100EHDE FE DJNZ R6,$1010HDF FA DJNZ R7,L11012H22 RET END14【例例2 2】利用利用P1.0P1.0输出高低电平，控制继电器的开合，以实现对输出高低电平，控制继电器的开合，以实现对外部装置外部装置(如灯如灯L1L1和和L2)L2)的控制。的控制。解：将单片机的解：将单片机的P1.0P1.0接继电器控制端接继电器控制端JINJIN，继电器的，继电器的JZJZ通过通过K1K1接接地，常开触点地，常开触点JKJK接接L1L1，

16、常闭触点，常闭触点JBJB接接L2L2。编制程序，使。编制程序，使P1.0P1.0电平变化，高电平时继电器吸合，常开触点闭合，电平变化，高电平时继电器吸合，常开触点闭合，L1L1点亮，点亮，L2L2熄灭；低电平时继电器不工作，常闭触点闭合，熄灭；低电平时继电器不工作，常闭触点闭合，L2L2点亮，点亮，L1L1熄灭。熄灭。15参考程序：参考程序：地址地址机器机器码码程序程序注注释释 ORG 0000H0000H02 20 00 LJMP MAIN ORG 2000H2000HC2 90 MAIN:CLR P1.0;P1.0送低送低电电平平2002H12 20 0C LCALL DELAY;延延时

17、时2005HD2 90 SETB P1.0;P1.0送高送高电电平平2007H12 20 0C LCALL DELAY;延延时时200AH80 F4 SJMP MAIN;循循环环200CH7F 06 DELAY:MOV R7,#06H;延延时时子程序子程序200EH7E FF L1:MOV R6,#0FFH2010H7D FA L2:MOV R5,#0FAH2012HDD FE DJNZ R5,$2014HDE FA DJNZ R6,L22016HDF F6 DJNZ R7,L12018H22 RET END164.4 P3口输入功能应用实例口输入功能应用实例【例例3 3】P3P3口口的的P3

18、.0P3.0连连接接一一个个开开关关，作作为为输输入入端端；P1P1口口的的P1.0P1.0P1.7P1.7连连接接八八只只发发光光二二极极管管，作作为为输输出出端端。要要求求用用P3.0P3.0来来控控制制P1P1输输出出的的循循环环灯灯，即即当当P3.0P3.0输输出出高高电电平平时时，控控制制P1P1口口的的发发光光二二极极管管左左循循环环点点亮亮；当当P3.0P3.0输输出出低低电电平平时时，控控制制P1P1口口的的发发光二极管右循环点亮光二极管右循环点亮(P1(P1口输出低电平时发光二极管被点亮口输出低电平时发光二极管被点亮)。解：在主程序中要对解：在主程序中要对P3.0P3.0的状

19、态进行判断。的状态进行判断。如果如果P3.0P3.0为高电平，则使用循环左移指令。为高电平，则使用循环左移指令。如果如果P3.0P3.0为低电平，则使用循环右移指令。为低电平，则使用循环右移指令。延时子程序同例延时子程序同例1 1。17参考程序：地址地址机器机器码码程序程序注注释释 ORG 0000H0000H02 30 00 LJMP MAINORG 3000H3000H74 FE MAIN:MOV A,#0FEH3002HF5 90 LOOP:MOV P1,A3004H12 30 10 LCALL DELAY;延延时时3007H20 B0 03 JB P3.0,L1300AH03 RR A;右移位右移位300BH80 F5 SJMP LOOP;循循环环300DH23 L1:RL A;左移位左移位300EH80 F2 SJMP LOOP;循循环环3010H7F FF DELAY:MOV R7,#0FFH;延延时时子程序子程序3012H7E FA L2:MOV R6,#0FAH3014HDE FE DJNZ R6,$3016HDF FA DJNZ R7,L23018H22 RET END18