[计算机软件及应用]第二章-端口(1).ppt

1、I/O端口结构 8051有4个8位并行接口P0P3，共有32根线。 它们都有双向I/O功能，均可以作为数据输入/输出使用。 每个接口内部都有一个8位数据输出锁存器，一个输出驱动器和一个数据输入缓冲器，因此，CPU数据从并行I/O接口输出时可以得到锁存，输入时可以得到缓冲。,P0口结构,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,Vcc,P0口某位由1个输出锁存器，2个三态输入缓冲器，1个输出驱动电路和1个输出控制电路组成。 输出驱动电路由一对FET（场效应管）T1和T2组成。 输出控制控制电路由1个与门电路、1个反相器和1个多路开关

2、MUX组成,T1,T2,MUX,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 功能1、寻址外部程序存储器时分时作为输出低8位地址 和双向8位数据口复用口； 功能2、不接外部程序存储器时可作为8位双向I/O口 使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,Vcc,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,0,0,1,0,0,截止,截止,=0,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 不接外部

3、程序存储器时可作为8位双向I/O口使用。 控制信号0，MUX接锁存器，双向口 P0口做输出口，输出锁存，漏极开路输出，需外接上拉电阻。P0口中的输出可以驱动8个LSTTL负载。,1,1,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,0,0,0,1,1,截止,导通,=0,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 1)输出方式 P0口做输出口，输出锁存，漏极开路输出，需外接上拉电阻。P0口中的输出可以驱动8个LSTTL负载。,0,0,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总

4、线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,0,0,=1,截止,三态门打开，P0.X上的输入直接送内部数据总线,=0,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 输入方式 P0口做输入口：悬浮状态，一个高阻抗的输入口。读锁存器，适应“读修改写”指令，如ANL P0,A 读引脚,若锁存器原保存数据Q=0，将使V1导通；P0.X始终为低电平,不能输入1信号。因此，在P0口作输入口使用前必须先置1，使T1截止。,V1,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数

5、据复用口： （1）输出地址/数据 =0 时,1,0,1,1,=0,导通,截止,=0,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 控制信号=1,P0口作为地址/数据总线使用. 输出:地址/数据,不需要外接上拉电阻 输入:数据,通过读引脚完成.,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口： （2）输出地址/数据 =1 时,1,1,0,0,=1,截止,导通,=1,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 寻址

6、外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =1,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口： （3）输入数据时，输入指令将使引脚与内部总线直通,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,P0口的特点 1 用作I/O口,相当于一个真正的双向口:输出锁存;输入高阻抗缓冲(输入时需先将口置1),每根口线可以独立定义为输

7、入或输出. 2 用作地址/数据复用总线,为一个准双向口.作数据输入时有上拉电阻,口也不是悬浮状态.作数据总线用时输入/输出8位数据D0-D7.作地址总线用时,输出低8位地址A0-A7. 3 当P0口用作地址/数据总线后,就再也不能作为I/O口使用. 4 用作I/O口时与其他口的区别:输出时为漏极开路输出,与NMOS电路接口必须用电阻上拉,才能有高电平输出,输入时为悬浮状态,为一个高阻抗的输入口,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7: 准双向I/O口（内置了上拉电阻） 只有一种功能：数据的输入/输出 P1口与P0口的不同:不再需要MUX,有内部上拉电阻.相同:作输入口时也需要先向其锁存器写入

8、1,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输出数据 = 1 时,1,1,0,截止,=1,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7: 准双向I/O口（内置了上拉电阻） 输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其 写“1”。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输出数据 = 0 时,0,0,1,=0,导通,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7: 准双向I/O口（内置了

9、上拉电阻） 输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其 写“1”。P1口能驱动4个LSTTL门电路。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =1,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输入数据时，要先对其写“1”,1,1,0,截止,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7: 准双向I/O口（内置了上拉电阻） 输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其 写“1”。,P1口的特点 1 输出锁存,输出时没有条件. 2 输入缓冲,输入时有条件:需要先将该口设为输入状态,先输出1. 3 工作过程无高阻悬浮状态,也就是该口不是输入态就是输出态具有这种特性的口不属于真正的双向口而被称为

10、准双向口.,P1口字节操作 有关字节操作的指令有 MOV P1,A MOV P1,#data MOV P1,direct MOV A,P1 MOV direct,P1,P1口位操作 有关位操作的指令有 置位 清除 SETB P1.i CLR P1.i 输入 输出 MOV P1.i,C MOV C, P1.i 判条 JB P1.i,rel P1.i=1则跳转 JBC P1.i,rel P1.i=1则跳转且使P1.i=0 逻辑运算 ANL C, P1.i ORL C, P1.i,P1口读引脚操作和读锁存器操作 P1口有两种读口的操作:读引脚和读锁存器 读引脚:执行前必须将端口的锁存器置1,否则会损

11、坏引脚而且信号也无法正确读出. 这类类型的指令有 MOV A,P1 MOV direct,P1 读锁存器:CPU首先完成将锁存器的值通过缓冲器读入总线内部,进行修改,然后重新写到锁存器中,这就是读-修改-写指令 这种指令包括所有口的逻辑操作(ANL ORL XRL)和位操作(JBC CPL SETB CLR)等,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 双向I/O （内置了上拉电阻） 功能1：寻址外部程序存储器时输出高8位地址；功能2：不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。与P1口相比多了一个MUX,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控

12、制,引脚 P2.X,3,内部上拉电阻,Vcc,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制,引脚P2.X,控制=0时，此脚作通用输出口： 输出=1时,1,1,0,截止,3,内部上拉电阻,1,1,Vcc,=1,=0,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 双向I/O （内置了上拉电阻） 作为8位准双向I/O口使用。 转换开关打到Q端，其功能与P1相同，作输入或输出使用， 能驱动4个LSTTL负载。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制,引脚P2.X,控制=0时，此脚作通用输出口：输出=0时,0,0

13、,1,导通,3,内部上拉电阻,0,0,Vcc,=0,=0,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 双向I/O （内置了上拉电阻） 作为8位准双向I/O口使用。 转换开关打到Q端，其功能与P1相同，作输入或输出使用， 能驱动4个LSTTL负载。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制=1,引脚P2.X,控制=1 时，此脚作高8位地址A8A15输出口：当输出 =1 时,1,0,截止,3,内部上拉电阻,1,=1,Vcc,=1,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部程序存储器时输出高8位地址。,2,1,

14、D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制=1,引脚P2.X,0,1,导通,3,内部上拉电阻,0,=0,Vcc,=0,控制=1 时，此脚作高8位地址A8A15输出口：当输出 =0 时,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部程序存储器时输出高8位地址。,P2口的功能 作I/O口使用: P2口为准双向口 作地址输出: P2口可以输出程序存储器或片外数据存储器的高8位地址,与P0口输出的低8位地址一起构成了16位地址线,从而可分别寻址64K的程序存储器或片外数据存储器.地址线是8位一起自动输出的.,P2口使用注意事项

15、 1 输出的高8位地址是锁存的,无需外加地址锁存器 2 如果系统扩展了ROM，取指的操作将连续不断.P2口也需要不断输出高8位地址，此时和P0口一样，P2口也不再作通用的I/O接口使用。 3 P2口提供高8位地址时,地址来源如下 (1)使用 MOVX A,Ri或MOVX Ri,A 指令时地址来自P2口锁存器 (2)使用 MOVX A,DPTR或MOVX DPTR,A指令时地址来自 PCH或DPH,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7: 双功能口（内置了上拉电阻） 它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁

16、存器,内部总线,第二功能输出,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,第二功能输入,4,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,第二功能输出 （WR，RD，TxD）,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,4,第二功能输出时，内部自动 D=1,1,1,1,反相器,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7: 双功能口（内置了上拉电阻） 1）特定的第二功能信号输出时,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,此端自动1,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,第二功能输入（RxD，T0，T1，INT0，INT1）,4,第二功能输入时，信号经缓冲器4 直接进入内总线,1,1,1,0,截