MCS单片机并行IO端口资料PPT课件.ppt

2020 1 27 1 MCS 51单片机的并行I O端口 2020 1 27 2 内容提要 概述内部结构及工作原理各I O端口的差异并行I O端口的应用小结 2020 1 27 3 一 概述 功能 单片机内部与外设间交换信息主要通道 a 输入端口 从输入设备接收各种输入信号 按键 拨码开关 鼠标 2020 1 27 4 一 概述 b 输出端口 向输出设备发送各种驱动信号等 单片机 为人服务的机器单片机的I O口 人机对话的界面和窗口 发光二极管 数码管 蜂鸣器 电动机 2020 1 27 5 二 内部结构及工作原理 结构上有哪些相同 2020 1 27 6 2 1端口引脚的内部结构 图4一条端口引脚内部的基本结构模型 有很大的相似性 2020 1 27 7 1 数据锁存器 D触发器 CP 0 Q保持不变 CP由0变1时 Qn 1 Dn D触发器具有 接收并记忆信号的功能 2020 1 27 8 2 数据缓冲器 受控三态门 控制端EN 1时 Y A 控制端EN 0时 Y Z 三态 高电平 低电平和高阻 受控三态门 对数据传送起协调和缓冲作用 受控三态门状态表 图6受控三态门逻辑符号 2020 1 27 9 3 输出驱动电路 图7NMOS管的逻辑符号及输出驱动电路 输出驱动电路具有 反向器的作用 2020 1 27 10 2 2工作原理 3种基本操作 输出 写 经端口引脚输出数据 WL 输入 读 从端口引脚输入数据 RP 输入 读 读取端口数据锁存器 RL 图9MCS 51端口工作原理示意图 2020 1 27 11 1 输出 写 操作 图10MCS 51端口写操作示意图 X X X 锁存器打开 2020 1 27 12 2 输入 读引脚 操作 图11MCS 51端口读引脚操作示意图 X X G2打开 2020 1 27 13 3 输入 读锁存器 操作 图12MCS 51端口读锁存器操作示意图 X X G1打开 2020 1 27 14 2 3并行端口模块的总体结构 图8MCS 51端口的总体结构 8条IOD连接数据总线 8条PIN作为8只I O引脚 同名控制线复联 8只D触发器构成8位锁存器 按字节操作按位操作 2020 1 27 15 三 各并行端口的差异 结构上有哪些不同 2020 1 27 16 1 P0端口 图14P0口每位的内部结构 2020 1 27 17 图15P0口不同工作模式的示意图 P0端口的工作模式 0 X X 1 X X X 1 作为普通I O端口使用 2 作为地址 数据复用总线使用 1 0 2020 1 27 18 图16P1口每位的内部结构 2 P1端口 P1端口只作为普通I O端口使用 2020 1 27 19 3 P2端口 图17P2口每位的内部结构 非门G3 VT管栅极串接G3后改接再Q端上 切换开关MUX 2020 1 27 20 P2端口的工作模式 图18P2口两种工作模式示意图 0 1 作为普通I O端口使用 2 作为地址总线口使用 X X X 1 X X X X 0 1 2020 1 27 21 2020 1 27 22 4 P3端口 图19P3口每位的内部结构 2020 1 27 23 P3端口的工作模式 图20P3口两种工作模式示意图 1 1 作为普通I O端口使用 2 作为地址总线口使用 X X X X X 1 X X 2020 1 27 24 P3端口的第二功能定义 P3的第二功能涉及到串行口 外部中断 定时器等 这些在后面章节中作详细的介绍 表1P3口每位对应的第二功能 2020 1 27 25 三 并行I O口的应用 发光二极管 如何应用单片机的I O口实现控制功能 步进电机 单片机 STC89C52 按键 实例1 实例2 2020 1 27 26 实例1 单片机控制发光二级管 图7单片机控制发光二极管 实验要求 并行I O口连接4个独立按键和8个发光二极管 实现按键对发光二极管的闪烁灯和流水灯的控制 2020 1 27 27 1 控制对象 发光二极管 发光二极管 LED LED是一种能把电能直接转换成光能的半导体二极管 LED符号 引脚Pn x 0 LED点亮 引脚Pn x 1 LED熄灭 2020 1 27 28 2 输出设备 按键 机械式按键 按键一种是人向机器发出指令 输入信息的必需设备 K键按下时 引脚Pn x 0 K键释放时 引脚Pn x 1 2020 1 27 29 3 实验电路的设计 2020 1 27 30 4 发光二极管实验演示 2020 1 27 31 5 实例1设计分析 闪烁灯 流水灯 怎样控制P1端口的输出规律 2020 1 27 32 实例2 单片机控制步进电机 图8按键输入控制步进电机 实验要求 并行I O口连接4个独立按键和步进电机 实现按键对步进电机转向和转速的控制 2020 1 27 33 1 被控对象 步进电机 步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为机械位移的机电执行元件 角位移 输入脉冲个数 运行速度 输入脉冲频率 特点 每获得一个电脉冲信号 电机转动一个固定角度 步距角 电机是以步距角一步一步运行的 2020 1 27 34 步进电机的相数 四相六线步进电机 图9四相步进电机示意图 A B C D 相数 电机内部的线圈组数 定子 转子 2020 1 27 35 步进电机的外部引脚线 线序 引脚定义 2020 1 27 36 步进电机的通电方式与拍数 拍 步进电机各相通电顺序 即从一种通电状态转到另一种通电状态 一个周期变化的脉冲数为拍数 a 单四拍 b 双四拍 c 单双八拍 正转 A B C D D C B A 反转 AB BC CD DA AD DC CB BA A AB B BC C CD D DA A AD D DC C CB B BA 2020 1 27 37 2 设计分析 起停控制 起动 按相序规律输出电平 停止 全部输出低电平 K3 K4键 K1键 方向控制 改变输出电平的相序次序 K2键 转速控制 每一拍时间T增大 则减速 T减小 则加速 2020 1 27 38 3 实验电路的设计 2020 1 27 39 4 步进电机实验演示 2020 1 27 40