片机输入输出端口.ppt

第2章 单片机输入/输出端口,章节安排： 2.1 单片机时序简介 2.2 单片机外部引脚简介 2.3 C51语言简介 2.4 输入/输出端口编程实践 能力要求： 了解单片机时序 掌握单片机端口输入/输出操作 掌握编程实践环境与工具的应用,实践项目：流水灯 硬件连线：使单片机的P1、P2或者P3端口与发光二极管相连（以P2口为例） 电路原理分析,单片机P2口通过连线与JP14相接，从而控制发光二极管的阴极。 当P2端口输出1时（二极管阴极呈现高电平），发光二极管不能导通，不发光；输出0时发光。,2.1 单片机时序简介,时钟周期 概念：单片机在工作时，由 内部振荡器产生 或由 外部直接输入的 送至 内部控制逻辑单元 的 时钟信号 称为时钟周期 时钟周期的大小是时钟信号频率（常用fosc表示）的倒数 若时钟频率为12MHz，即fosc=12MHz，则时钟周期=1/(12*106) 状态周期 概念：一个 状态周期S 由2个 时钟周期 构成 机器周期 一个 机器周期 由 6个状态周期 或者说由 12个时钟周期 构成,2.1 单片机时序简介,机器周期 机器周期是单片机的基本操作周期 每个机器周期包含S1、S2、S66个状态，每个状态包含2拍P1和P2，每一拍为一个时钟周期（振荡周期）。因此，一个机器周期包含12个时钟周期。依次可表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、S6P1、S6P2。,2.1 单片机时序简介,指令周期 概念：CPU取出一条指令到该指令执行结束后所需要的时间 指令周期是以 机器周期 为单位来衡量时间的长短 不同指令，其指令周期不尽相同 MCS-51系列单片机中，大多数指令的指令周期由一个机器周期或两个机器周期组成，只有乘法、除法指令须要4机器周期指令。,单机器周期指令的时序,单字节单机器周期指令,双字节单机器周期指令,双机器周期指令的时序,单字节、双机器周期指令的时序,2.2 单片机外部引脚简介(以40引脚为例),2.2 单片机外部引脚简介,40个引脚按功能分为3类： 电源和时钟引脚：Vcc，GND，XTAL1，XTAL2 编程控制引脚：RST， ， ， (只要求了解这些引脚即可) I/O端口引脚：P0，P1，P2，P3（必须掌握）,电源引脚 VCC（40脚）：接+5 V电源正端。 GND（20脚）：接电源地端。,时钟引脚 XTAL1（19脚）：内部振荡电路的输入端 XTAL2（18脚）：内部震荡电路的输出端 8051时钟通常采取片内时钟振荡方式：两个引脚需要外接石英晶体和振荡电容（该电容取值一般在10pF30pF之间）,2.2 单片机外部引脚简介-电源和时钟引脚,RST（9脚）：RST即为RESET。 当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作，使单片机回复到初始状态。 单片机复位后，从0000H地址处读取第一条指令并开始执行 （29脚）：外部程序存储器的读选通信号,低电平有效。 在对 外部程序存储器进行读操作 时，每个周期出现两次信号，连线时与外部ROM的OE引脚相连 在读取外部的RAM时，该引脚不会有输出 单片机内部已经有足够大的ROM，通常不需要外扩程序存储器，因此该引脚通常不使用,2.2 单片机外部引脚简介编程控制引脚,注：该页ppt内容此时仅需了解,ALE/PROG（30脚）：地址锁存信号输出端 当外接存储器（ROM或RAM）时，ALE的输出用于锁存地址的低8位，一般ALE接锁存器的EN端 当没有外部存储器时，ALE端可用于脉冲信号输出，且频率是石英振荡频率的1/6。 在烧写EPROM时，该引脚用作编程脉冲PROG的输入端,（31脚）：访问程序存储器控制信号 当该引脚接低电平时，对ROM的读操作限定于对外部程序存储器访问（内部的失效） 当该引脚接高电平时，对ROM的读操作首先从内部ROM开始，内部访问完毕后才访问外部ROM（内部ROM没有的编织部分）,2.2 单片机外部引脚简介编程控制引脚,注：该页ppt内容此时仅需了解,P0口（3932脚）：P0.0P0.7统称为P0口。 P0口的每一位端口都可以 单独控制 输入或者输出 P0口作为I/O口使用时，必须外接上拉电阻（一般选择10K左右）。 P1口（18脚）：P1.0P1.7统称为P1口。 P1口的每一位端口都可以 单独控制 输入或者输出 P1口内部自带上拉电阻，使用时不需要外接 P2口（2128脚）：P2.0P2.7统称为P2口 同P1口 P3口（1017脚）：P3.0P3.7统称为P3口 P3口作为普通端口使用时，同P1口 P3口还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。 P0P3口都是准双向口 端口在作为 输入使用 前，必须先向该口写1(即输出1)，然后在执行读取操作，才能获取正确结果 端口输出可以直接进行,2.2 单片机外部引脚简介I/O端口引脚,2.2 单片机外部引脚简介I/O端口引脚,2.2 单片机外部引脚简介I/O端口引脚,强调 51单片机中4个8位的并行I/O接口P0，P1，P2，P3：分别对应着1个特殊功能寄存器，这些寄存器分别称之为P0，P1，P2，P3口寄存器 通过特殊功能寄存器的读写完成对端口的操作 每个端口既可以数据输入，也可以数据输出 每个端口既可以 整体8位一起 操作，也可以 按位 操作。,2.3 C51语言简介,在C51语言编程中，对数据类型与变量的定义，必须要与单片机的存储结构相关联，否则编译器不能正确地映射定位。 用C语言编写单片机应用程序与标准的C语言程序也有相应的区别 C语言编写单片机应用程序时，需根据单片机存储结构及内部资源定义相应的数据类型和变量，而标准的C语言程序不需要考虑这些问题； C51包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处理、函数等方面与标准的C语言有一定的区别。 其它的语法规则、程序结构及程序设计方法等与标准的C语言程序设计相同。,2.3 C51语言简介,2.3.1 C51中常用数据类型（基本类型）,2.3 C51语言简介,2.3.1 C51中常用数据类型（扩充类型）,bit：位变量声明 例如：bit flag=0; /声明一个变量flag，只占据一个二进制位 sbit：特殊功能位声明，即声明一个特殊功能寄存器中的某一位 例如：sbit EA=IE7; /EA是IE寄存器中的最高一位，该定义之后，可直接用EA对此位操作: EA=1 或者EA=0；,2.3 C51语言简介,2.3.1 C51中常用数据类型（扩充类型）,sfr：8位特殊功能寄存器声明（P19） 例如：sfr P0=0x80； /P0是P0端口寄存器，它在存储器中的地址是0x80，此定义之后，可以通过该变量符号对P0端口直接操作（即告知编译器，程序要操作的是地址为0x80地址处的寄存器）。当然，我们可以定义其它的名字。 换种角度：通过sfr关键词，让keil编译器在单片机与人之间搭建一条沟通的渠道，我们对P0符号操作，单片机虽不知道P0是什么，但是它知道他的内部地址0x80是什么，从而完成操作。 sfr16:16位特殊功能寄存器声明,2.3 C51语言简介,2.3.2 C51中常用库函数 reg51.h ：特殊功能寄存器和特殊功能位的声明 absacc.h:绝对地址的声明（系统扩展一章时才用到） math.h:定义常用数学运算的,2.4 输入/输出端口编程实践,2.4.1 keil软件的使用（详见教材P274） 2.4.2 USB ISP下载线的使用 首先插入USB ISP下载线，安装驱动（在16上网下载） 将 “配套软件” 中的 progisp.exe 发送到 桌面快捷方式 双击运行 progisp.exe ，“选择芯片” 中选择AT89S52 将ISP下载线接头插入电路板 点击按钮“调入Flash”,选择要运行程序的 .hex 文件 点击按钮 “自动” 开始下载程序 电路板复位，运行程序,2.4 输入/输出端口编程实践,2.4.3 端口基本输入/输出操作 端口输出操作（以P1口为例） 位操作： P10=1; /从P1.0口输出数据1 或者： sbit P1.1=P11; P1.1=1; P1端口整体操作： P1=0x55；/通过P1口输出数据0x55,2.4 输入/输出端口编程实践,2.4.3 端口基本输入输出操作 端口输入操作（以P1口为例） 位操作： bit temp; P10=1;/必须先让该端口输出1, temp=P10; /再从该端口输入数据，赋值给变量temp P1端口整体操作： unsigned char temp; P1=0xFF； temp=P1；,2.4 输入/输出端口编程实践,2.4.4 实践项目：流水灯 硬件连线：使单片机的P1、P2或者P3端口与发光二极管相连（以P2口为例） 电路原理分析,单片机P2口通过连线与JP14相接，从而控制发光二极管的阴极。 当P2端口输出1时（二极管阴极呈现高电平），发光二极管不能导通，不发光；输出0时发光。,2.4 输入/输出端口编程实践,2.4.4 实践项目：流水灯 软件流程分析 点亮一个发光二极管，并延迟一段时间，然后选中下一个点亮，如此循环。,流水灯参考代码一 #include sbit led1=P20; sbit led2=P21; sbit led3=P22; sbit led4=P23; sbit led5=P24; sbit led6=P25; sbit led7=P26; sbit led8=P27; void delayms(unsigned int i);/*延时函数*/ main() while(1) led1=0; delayms(100); led1=1; led2=0; delayms(100); led2=1; led3=0; delayms(100); led3=1; led4=0; delayms(100); led4=1; led5=0; delayms(100); led5=1; led6=0; delayms(100); led6=1; led7=0; delayms(100); led7=1; led8=0; delayms(100); led8=1; led1=0; delayms(100); void delayms(unsigned int i)/延迟函数 unsigned int j; for(;i0;i-) for(j=100;j0;j-); ,流水灯参考代码二 #include void delayms(unsigned int i);/*延时函数*/ main() unsigned char temp=0xfe;/只有1位为0，即只有一个二极管点亮 while(1) /单片机主程序肯定是一个死循环 P2=temp; /将数据从P2口输出，控制只有一个二极管点亮 delayms(1