3.180C51单片机的并行IO口.ppt

1、第三章第一节,80C51单片机的并行I/O口,3.1.1 并行I/O口的功能结构,3.1.2 产生接口控制信号的指令,目录,80C51单片机有4个8位并行I/O口，共占了32根I/O引脚，单片机扩展时，这些I/O引脚又作为扩展总线用。 P0口作为地址/数据总线，分时输出低8位地址和传送8位数据； P2口作为高8位地址总线； P3口也具有第二功能。,3.1.1 并行I/O口的功能结构,概述,这是由接口的特殊结构所决定的。每一个口都包含一个锁存器，一个输出驱动器和两个（P3口为3个）输入缓冲器。各口的结构也有些差异，下面分别介绍。,3.1.1 并行I/O口的功能结构,概述,（一）P1口,1、接口结

2、构,P1口一位的结构如下图所示,图2.15,一、并行I/O口的功能结构,一、并行I/O口的功能结构,（一）P1口,1、接口结构,接口结构中锁存器起输出锁存作用，8位锁存器组成特殊功能寄存器P1，场效应管和上拉电阻组成输出驱动器，以增大负载能力，三态门1和三态门2分别用于控制输入引脚和锁存器的状态。,（一）P1口,2、接口功能,P1口只有一种功能通用输入输出接口，有以下三种工作方式：,（1）输出方式：,一、并行I/O口的功能结构,单片机执行MOV P1, #data指令时，数据data经内部总线送入锁存器锁存，经输出驱动器送到引脚。,（一）P1口,2、接口功能,（2）输入方式,一、并行I/O口的

3、功能结构,单片机执行MOV A,P1指令时，控制器发出读引脚信号，打开三态门1，引脚上的状态经三态门进入内部总线，并送入A中。 由图可见，要使P1引脚上的高/低电平均可输入，必须使输出驱动器处于截止状态，所以要将P1作为输入口，应先向口锁存器写“1”。因此P1口为准双向口。,（一）P1口,2、接口功能,（3）端口操作,一、并行I/O口的功能结构,单片机中设置了一类直接对端口进行操作的指令，如,INC P1,ANL P1 , A,ORL P1 , #data,（一）P1口,执行这些指令时，先是读锁存器信号有效，打开三态门2，将锁存器的内容读出，按指令要求修改后再写入锁存器，称“读修改写”指令。,

4、一、并行I/O口的功能结构,2、接口功能,（3）端口操作,（一）P1口,3、接口驱动能力,P1口输出时能驱动3个LSTTL负载(输出电流要小于300A),一、并行I/O口的功能结构,（二）P2口,P2口一位结构如下图所示，与P1相比，多了一个多路开关MUX，因此P2具有双重功能：通用I/O口和高8位地址总线口。,一、并行I/O口的功能结构,1、接口结构,（二）P2口,（1）地址总线 单片机扩展时，“控制”信号使 MUX 打向右边，内部的地址线经反相器与输出驱动器相连，于是内部“地址”信号可以由P2口引脚输出。,一、并行I/O口的功能结构,2、接口功能,（二）P2口,（2）通用I/O接口,一、并

5、行I/O口的功能结构,作为通用I/O口时，“控制”信号使 MUX 打向左边，这时P2口电路结构与P1口相同，其功能和用法亦与P1口相同。,2、接口功能,（二）P2口,如果单片机无需扩展程序存储器，只需扩展少量外部RAM(256字节)时，可用Ri间址，这时P2口仍可作为通用I/O口。,一、并行I/O口的功能结构,2、接口功能,（2）通用I/O接口,P2口输出时能驱动4个LSTTL负载。,（三）P3口,P3口一位的结构如下图所示，与P1口相比多了一个与非门和一个输入缓冲器，所以它除了可作为一般I/O口外，还具有第二功能。,1、接口结构,一、并行I/O口的功能结构,（三）P3口,（1）通用I/O接口

6、 作为通用I/O接口时，“第二功能输出”线为“1”，接口的电路结构与P1口相同，所以功能和用法均与P1相同。,2、接口功能,一、并行I/O口的功能结构,（三）P3口,（2）第二功能,P3.0 RXD（串行输入通道） P3.1 TXD（串行输出通道） P3.2 INT0（外中断0输入端） P3.3 INT1（外中断1输入端）,一、并行I/O口的功能结构,2、接口功能,当P3口作为第二功能使用时，各位定义如下：,（三）P3口,P3.4 T0（定时器0外部输入） P3.5 T1（定时器1外部输入） P3.6 WR（外部数据存贮器写选通） P3.7 RD（外部数据存贮器读选通）,可见有些信号为输出，有

7、些信号为输入，为使第二功能信号能顺畅的输入或输出，该口锁存器的状态必须为“1”。,一、并行I/O口的功能结构,2、接口功能,P3口输出时能驱动4个LSTTL负载。,（四）P0口,1、接口结构,P0口的一位的结构如下图所示。其中输出驱动电路由一对FET（场效应管）组成，其工作状态由输出控制电路控制。P0口可作为通用I/O接口，也可作为地址/数据总线口。,一、并行I/O口的功能结构,（四）P0口,2、接口功能,（1）地址/数据总线,一、并行I/O口的功能结构,这时“控制”信号为1，多路开关MUX向上，地址/数据信号反相后经多路开关送到下一个场效应管的栅极，如果地址/数据信号为1，则下一个场效应管截

8、止上一个场效应管导通，引脚为高电平；若地址/数据信号为0，则下一个场效应管导通上一个场效应管截止，引脚为低电平，即地址/数据信号可顺利的到达引脚。,（四）P0口,2、接口功能,（2）通用I/O接口 此时“控制”信号为“0”，多路开关MUX向下，输出驱动器处于开漏状态，故需外接上拉电阻，这种情况下，电路结构与P1相同，所以也是一个准双向口，当要作为输入时，必须先向口锁存器写“1”。,一、并行I/O口的功能结构,P0口输出时能驱动8个LSTTL负载。,一、并行I/O口的功能结构,（四）P0口,作为I/O口应用的一个实例，下面介绍80C31单片机的最小应用系统如下图所示,80C31,二、产生接口控制

9、信号的指令,80C51指令系统中能与接口打交道的指令大体可分两类：,1、一般的输入/输出指令 2、“读修改写”指令,二、产生接口控制信号的指令,一般的输入输出指令,输入指令执行时，内部产生“读引脚”信号，直接从口线读入，亦称“读引脚”指令。 下面是属于这种指令的各种实例：,MOV A,P1 相当于输入指令，也可用于其他口 （80C31的P0P2口不、能用）,MOV R1,P1 可以将P1输入的数据直接送到片 内RAM的其它单元。,二、产生接口控制信号的指令,一般的输入输出指令,MOV P1,A MOV P1,Ri MOVX Ri,A MOVX DPTR,A,MOV P3,P1 直接从一个口输入，又向另一个口 输出，这是较为特殊的一种用法。,二、产生接口控制信号的指令,“读修改写”指令,这类指令执行时内部产生“读锁存器”信号，亦称 读锁存器指令。它们并不是直接从口线读出，仅仅只 能从接口锁存器读出，修改后，再写入锁存器（参考 接口的结构图）。所以称为“读修改写”指令。,例如：,ANL P1, A 逻辑与 ORL P2, A 逻辑或 XRL P3, A 逻辑异或 JBC P1.1 , LOOP 如某位为，跳转并清零 CPL P3.0 对接口