补充灌电流与拉电流.ppt

1、第2章 89C51单片机的结构和原理,2.1 89C51单片机的内部结构及特点 2.2 89C51单片机引脚及其功能 2.3 89C51单片机存储器配置 2.4 时针电路及89C51CPU时序 2.5 复位及复位电路 2.6 89C51的低功耗工作方式 2.7 输入/输出端口结构,2.1 89C51单片机的内部结构及特点,MCS-51U单片机是由INTEL公司研发的。授权生产的公司有ATMEL、PHILIPS和SST等公司。（AT89C51，P89C51，STC89C51） 89C51芯片的特点是：低功耗、高性能、闪速可电改写的ROM、价格便宜。近年来得到极其广泛的应用。,下面以89C51单片

2、机为典型机，介绍该芯片内部的硬件资源、各个功能部件的结构及原理。,2.1.1 89C51单片机组成原理,不同型号MCS-51单片机的CPU处理能力和指令系统 完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。,2.1.1 MCS-51单片机的基本组成,2.1.1 89C51单片机组成原理,89C51单片机的组成 ： 1. 8位CPU; 片内256字节RAM; 片内4KB的Flash ROM; 4. 4个8位并行 I/O接口； 5. 片内2个16位定时器/计数器 6. 片内5个中断源、2个中断优先级的中断处理系统 7.片内1个全双工串行I/O口 8.具有节电工作方式 9.最高允许振荡频率为24MH

3、z（8051为12MHz）,2.1.2 MCS-51单片机内部结构,运算器,控制器,振荡器,2.1.2 MCS-51单片机内部结构,各部分的功能：,一、中央处理单元（CPU）,CPU是单片机的核心，是计算机的控制和指挥中心，由运算器和控制器等部件组成。,一、中央处理单元（CPU）,1.运算器 有：1个能进行8位算术运算和逻辑运算的单元ALU；8位的暂存器1、暂存器2；8位的累加器ACC；寄存器B；程序状态寄存器PSW；布尔处理器C等组成。,ALU：可对4位（半字节）、8位（一字节）和16位（双字节）数据进行算术和逻辑操作。, ACC：累加器,在指令中用助记符A来表示。它是最繁忙的一个寄存器。,

4、 PSW：程序状态寄存器（8位）。是一个标志寄存器，用来指示指令执行后的状态信息。PSW中的各位状态可供程序查询和判别。, B：寄存器（8位）。在乘、除运算时，运算前B用来存放一个操作数，运算完后用来存放一部分运算结果；当不做乘、除运算时，则作为一般的寄存器使用。, C：布尔处理器（1位）。它是以PSW中的进位标志位CY作为它的累加器，专门用于处理位操作。,2. 控制器,包括：程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、振荡器及时钟电路。,程序计数器PC：16位，由两个8位的计数器PCH（高8位）和PCL（低8 位）组成。它是程序的字节地址计数器。PC存放的内容是即将要执行的下一条指令的地

5、址。故，改变PC的内容就可以改变程序执行的方向。 PC可对64KB的ROM直接寻址，也可对89C51片内RAM寻址。,指令寄存器IR、指令译码器ID ：由PC中的内容指定ROM（程序存储器）的地址，取出来的指令经IR送至ID，由ID对指令译码并送PLA产生一定序列的控制信号，以执行指令所规定的操作。,振荡器及时钟电路：89C51片内有振荡电路，只需外接晶振和频率微调电容（2个30皮法左右），频率为： 024MHz.(8051为12MHz)。,二、存储器,1.程序存储器（ROM） 89C51、8751的片内ROM容量为4KB，地址从0000H开始，到0FFFH。用于存放程序和表格常数。,89C5

6、1片内有：4KFlash程序存储器（ROM），它只能读不能写；数据存储器（RAM），它可以读、写。,2.数据存储器（RAM） 8031、89C51、8751的片内RAM容量为128B，地址从00H开始，到7FH。用于存放运算的中间结果、数据暂存及数据缓冲等。 另外，在RAM的128B单元中还有特殊功能寄存器（SFR），地址为80HFFH.详细内容将在后面介绍。,三、I/O接口,89C51有4个8位的并行接口，即：P0P3。它们都是准双向口（为什么是准双向口？后面会解释）。每个端口各有8根I/O线，均可作输入/输出用。 89C51有1个可编程的全双工串行口，即RXD（引脚P3.0,接收）和TXD

7、（引脚P3.1,发送). P0P3口的4个锁存器同RAM统一编址，可以把I/O作为一般特殊功能寄存器来寻址（所谓“寻址”，就是寻找指令中操作数或操作数所在的地址）。,2.2 89C51单片机引脚及其功能,图2-3 89C51的引脚结构,1I/O口线功能 4个8位并行 I/O 接口引脚 P0.0P0.7 、P1.0P1.7 、 P2.0P2.7 和 P3.0P3.7。 除P1口外，其它为多功能引 脚，可自 动切换用 作数据总线、 地址总线、控制总线或I/O 接 口外部引脚。,2.2 89C51单片机引脚及其功能,只有熟悉单片机的引脚功能，才能进行硬件电路的设计！,2.2 89C51单片机引脚及其

8、功能,2控制线 ALE/ PROG： ALE 地址锁存允许信号端。 CPU访问片外存储器时，该引脚输出信号作为锁存低8位地址的控制信号。 PROG是对片内带有4KB EPROM的8751编程写入时的编程脉冲输入端。 用示波器查看ALE端，若有脉冲信号输出，则说明89C51基本上是好的。,2控制线,PSEN： 外部ROM读选通信号端。在访问片外ROM时（该引脚接片外ROM 的OE端），定时输出负脉冲作为读片外ROM的选通信号。 检查一个89C51最小系统上电后能否正常工作，可用示波器查看该引脚有无脉冲输出，若有，则说明基本上工作正常。 EA/VPP： EA程序存储器选择信号端。 VPP固化编程电

9、源输入端(12V)。,2.2 89C51单片机引脚及其功能,当EA引脚接高电平（EA=1）时，CPU只访问片内ROM/EPROM，并执行片内程序存储器中的指令，当PC（程序计数器）的值超过0FFFH（89C51、8751为4KB）时，将自动转去执行片外ROM内的程序。,当EA引脚接低电平（接地，EA=0）时，CPU只访问片外ROM/EPROM，并执行片外程序存储器中的指令，而不管片内是否有ROM。 故对于无片内ROMR 的8031、8032，需要外扩EPROM，此时，EA引脚必须接地。,3. 复位：,RST/VPD：复位信号端和后备电源输入端。 输入10ms以上高电平脉冲，单片机复位。 VPD

10、使用后备电源，可实现掉电保护。,复位电路： 1）上电复位 2）外部信号复位,4.电源 工作电源：VCC（+5V） VSS（即GND端为接地端）。,5. 外接晶振引脚,XTAL2 接外部晶振和微调电容的一端。若须采用外部时钟电路时，该引脚悬空。 要查看89C51的振荡电路是否工作，可用示波器查看该引脚有无脉冲信号输出，若有则说明振荡器工作正常。 XTAL1 接外部晶振和微调电容的另一端。若须采用外部时钟电路时，该引脚是外部时钟的输入端。,6. 输入/输出端口,P0口（P0.0P0.7）：P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O端口。每一位口线能驱动8个LS型TTL负载。 当P0口作为输入口使用时，

11、要先向端口写“1”。而作为输出口使用时则不需要。 P0口内部无上拉电阻，故当作为输出口使用，需输出高电平时，应加外部上拉电阻。,在Proteus ISIS中做实验： 1）未加上拉电阻，观察LED； 2）加入上拉电阻，观察LED。,1、若P0.1为高电平时：LED1亮 2、若P0.5为低电平时:LED2不亮,;上拉电阻实验程序 ORG 0000H ;ORG是汇编伪指令，通电后单片机从0000H单元开始取指令 AJMP L1 ;跳转到标号为L1的指令 ORG 0030H ;从0030H单元放第1条指令 L1:SETB P0.1;P0.1为高电平 SETB P0.5; P0.5为高电平 SJMP $

12、;程序在此处原地等待，防止程序跑飞 END;汇编伪指令，意思是（机器）汇编结束,在Proteus ISIS中做个实验 1）未加上拉电阻，观察LED； 2）加入上拉电阻，观察LED。,6. 输入/输出端口,P0口还是复用端口，当CPU访问片外存储器时， P0口分时提供低8位的地址和8位数据。,6. 输入/输出端口,P1口（P1.0P1.7）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。每一位口线能驱动8个LS型TTL负载。 当P1口作为输入口使用时，要先向端口写“1”。而作为输出口使用时则不需要。,P2口（P2.0P2.7）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。每一位口线能驱

13、动4个LS型TTL负载。 当P2口作为输入口使用时，要先向端口写“1”。而作为输出口使用时则不需要。 当CPU访问片外存储器时，P2口输出地址的高8位。, P3口（P3.0P3.7）：P3口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。每一位口线能驱动4个LS型TTL负载。 P3口作为输入口使用时，要先向端口写“1”。而作为输出口使用时则不需要。 P3口还具有第二功能。,实例（输入/输出）,水位的电信号从P1.0和P1.1输入，即P1.0和P1.1输入口使用。水位的电信号要从P1.0和P1.1口输入到CPU中，必须先向P1.0/P1.1的“端口锁存器”“写1”（称为输入的准备动作）。 P1.2和

14、P1.3是作输出口使用。具体是：P1.2用于控制水泵电机的启动与停止；P1.3用于LED的点亮与熄灭（即LED作水泵电机的启动/停止的信号灯）。作为输出口使用时，不用向其“端口锁存器”“写1”。 I/O口线的这一特点是因为单片机内部的电路结构所确定的！, P3口作为第二功能端口时的功能表,P21. 表2-1, 物理结构（哈佛结构）,89C51存储器,程序存储器ROM,数据存储器RAM,片内程序存储器,片外程序存储器,片内数据存储器,片外数据存储器,2.3 89C51存储器配置,一、物理空间与地址,物理上4个存储器地址空间： 片内/片外程序存储器空间 片内/片外数据存储器空间 逻辑上3个存储器地

15、址空间： 64KB 程序存储器 （片内、片外统一编址0000HFFFFH） 256B 片内数据存储器 （地址： 00HFFH） 64KB 片外数据存储器 （地址： 0000HFFFFH）,这三个存储空间的地址是重叠的，用指令来区别这三个不同的逻辑空间：当CPU访问片内、片外ROM时，用“MOVC”指令；当访问片外RAM时，用“MOVX”指令；访问片内RAM时，用“MOV”指令。,二、程序和数据存储器逻辑空间,普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空间， 统一 编址。 哈佛结构： 程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间， 分开编址。,2.3.1 程序存储器（ROM）地址空间,ROM是用来存放编

16、好的程序和表格常数。89C51有64K的Flash ROM。ROM通过16位的程序计数器（PC）寻址，寻址空间为64K。但不能使程序从ROM中转移到数据存储器（RAM）中去。,2.3.1 程序存储器（ROM）地址空间, 用户角度 1、片内、外统一编址的64K程序存储器地址空间。CPU访问片内、片外ROM指令用“MOVC。 2、64K的片外数据存储器地址空间。访问片外RAM指令用“MOVX”。 3、256字节的片内数据存储器地址空间。访问片内RAM指令用“MOV”。 上述三个存储空间地址是重叠的，89C51的指令系统采用不同的数据传送指令符号。,2.3.1 程序存储器（ROM）地址空间, 寻址方

17、式： 1、当 EA=“1”时： 89C51的PC在00000FFFH范围内执行片内ROM中的程 序，当指令地址超过0FFFH 后就自动转向片外ROM中 取指令。,2、当 EA=”0”时： 89C51片内ROM不起作用，CPU只能从片ROM中取指令。可以从 0000H 开始寻址。由于8031片内不带ROM ，所以使用时必须 EA=”0”。,3、89C51从片内ROM和片外ROM取指的速度相同。,2.3.1 程序存储器（ROM）地址空间,程序存储器中留有一些存储单元给系统使用，如下表：,P26. 表2-2 保留的存储单元,ROM中地址从0000H0002H共3个单元留给单片机上电复位后的引导程序。

18、 89C51上电复位后PC的内容为0000H，故CPU总是从ROM中的0000H单元开始执行程序。,放“跳转指令”,2.3.1 程序存储器（ROM）地址空间,P26. 表2-3 中断矢量地址表,例如，当外部中断引脚INT0（P3.2）有效，即P3.1=0时，即引起中断申请，CPU响应中断后自动将地址0030H（INT0中断的入口矢量地址）装入到PC中，则程序就自动转向到0003H单元执行。,2.3.1 程序存储器（ROM）地址空间,执行外部程序（即访问片外ROM时）时的硬件连接如图2-5所示。指令：“MOVC”。,图中，单片机EA引脚接地代表何意？,2.3.2 数据存储器（RAM）地址空间,R

19、AM用来存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。 片内RAM的存储空间为256B，分为：低128B（地址：00H7FH），是真正的RAM区；高128B（地址：80HFFH），是特殊功能寄存器区（SFR）。,2.3.2 数据存储器（RAM）地址空间,1. 片内RAM 工作寄存器区：（4组，每一 组有8个工作寄存器R0R7，可通过 PSW中的RS1、RS0设置加于选择） 字节地址：00H1FH 位寻址区： 字节地址：20H2FH 位地址为：00H7FH 数据缓冲区/堆栈区： 字节地址：00H7FH 一般使用30H7FH,低128B,2. 片外RAM,89C51片内RAM只有128B，若需要扩

20、展片外RAM，则可外接静态RAM芯片如6116（2K）、6264（8K）、62256（32K）。硬件连接如图2-6所示。 CPU访问片外RAM时，用指令：“MOVX”。当执行该指令时，RD和WR的引脚信号有效。,图中，89C51的引脚EA接高电平（即电源+Vcc）是何含义？,3. 特殊功能寄存器SFR,占用字节地址：80HFFH 位寻址寄存器： 其字节地址可被8整除。 专用寄存器： A、B、PSW、DPTR、SP I/O接口寄存器： P0、P1、P2、P3、SBUF、 TMOD、TCON、SCON ,高128B,访问SFR只能用直接寻址方式。,部分特殊功能寄存器,程序状态寄存器PSW（D0H）

21、 格式：,进位位标志位,半进位标志位,用户标志位,工作寄存器组选择控制位,奇偶校验标志位,未定义,溢出标志位,复习：第1章讲过“进位”与“溢出”,进位,例如在加法运算中，每位数等于基数时向前一位数进一 ,这叫进位 溢出是指有符号数的运算结果超出了数(补码) -128+127的表示范围,破坏了符号位. 如:105+50=69H+32H=155。,CY(PSW.7)进位/借位标志位。在执行加（减）运算时，若最高位（第7位）向前有进位（或借位）位，则CY自动置1；否则CY自动清0。它也是布尔处理器的位累加器，可用于布尔操作。 AC(PSW.6)半进位/借位标志位。在执行加（减）运算时，第3位向第4位

22、有进位（或借位），则AC自动置1,否则AC自动清0。 F0 (PSW.5)可由用户定义的标志位。,OV (PSW.2)溢出标志位。,累加器在进行有符号数(-128+127)运算时即进行补码运算时有溢出（超出-128+127范围）时，OV自动置1；无溢出时OV自动清0 。 在MCS-51中，无符号数进行乘法运算时，若两数的乘积超过255时，OV=1，否则为0；当执行除法运算时，若除数为0时，则OV=1，否则OV为时0。（P66.）,如何判断是否溢出,例如：有符号数:+105+(+50)=+155。 69H+32H=9BH,在“伟福”编释软件中，验证OV位：69H+32H ORG 0000H ;从

23、0000H单元放跳转指令（即） AJMP L1 ;AJMP L1） ORG 0030H ;从0030H开始存放下面的第1条指令 L1:MOV A,#69H ;69H存入累加器A中 ADD A,#32H ;69H+32H的结果存入到A中 SJMP $ ;原地踏步 END,若无符号数： 105+50=155。 69H+32H=9BH=916+11=155。 计算是正确的。 虽然OV=1（溢出），可不予理会。 因为这个溢出指的是有符号数： +105+(+50)=+155，运算时的溢出。,Proteus验证实验,两个补码数相加，若有溢出，则黄LED亮；若无溢出，则绿LED亮。试画出硬件电路图并编写程序

24、，并在Proteus ISIS中进行仿真验证。,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0050H MAIN:SETB P1.1 SETB P1.5 MOV A,#XXH ADD A,#XXH JB OV,L1 ;若OV=1，转L1 CLR P1.5 ;OV=0，0P1.5,即绿LED亮 AJMP L2 L1:CLR P1.1 ;溢出， 0P1.1,即黄LED亮 L2:SJMP $ END,如：69H+32H， 即真值：+150（+50）； 53H+21H， 即真值：+83+（+33）； 7AH+0B2H， 即真值：+122+（-78）。,ORG 0000H AJMP MAIN ORG

25、 0050H MAIN:SETB P1.1 SETB P1.5 MOV A,#XXH ADD A,#XXH MOV 20H,A ;结果存入20H单元中 JB OV,L1 CLR P1.5 AJMP L2 L1:CLR P1.1 MOV R0,#21H MOV A,20H ANL A,#0FH MOV R0,A ;低4位存入21H单元中 INC R0 MOV A,20H SWAP A ANL A,#0FH MOV R0,A ;高4位存入22H单元中 MOV DPTR,#TAB MOV A,22H MOVC A,A+DPTR MOV P2,A ;显示十位 SETB P1.6 MOV A,21H M

26、OVC A,A+DPTR MOV P3,A ;显示个位 SETB P1.7 L2:SJMP $ TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0BFH,0FFH END,若要将计算结果（16进制）显示出来。则需把计算值进行拆字（P95例4-3），再由7段LDE数码管显示（P241）。,RS1 (PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器组选择位。 PSW.1 未定义。 P (PSW.0)奇偶标志位。 P=1表示累加器中“1”的个数为奇数 P=0表示累加器中“1”的个数为偶数 C

27、PU随时监视着ACC中的“1”的个数,并反映在PSW中。,部分特殊功能寄存器,表2-8 RS0，RS1的组合关系,部分特殊功能寄存器,栈指针SP（81H） SP的内容可指向89C51片内00H7FH RAM的任何单元。 系统复位后，SP初始化为07H，即指向07H的RAM单 元。,堆栈 “先进后出”原则 堆栈的操作：PUSH（数据压入）；POP（数据弹出）。,在使用堆栈之前，先给SP赋值，即规定堆栈的起始位置，称为“堆底”。 89C51的堆栈指针SP是一个双向计数器：进栈时，SP的内容自动+1；出栈时自动 -1。,堆栈的操作,MOV SP，#60H,堆栈区,堆栈是片内RAM中临时开辟的暂存区，

28、堆栈主要是为子程序调用和中断操作而设立的。其具体功能有两种：保护现场和保护断点。计算机无论是执行子程序还是执行中断操作最后都要返回主程序，因此计算机在转去执行这些程序之前，必须考虑其返回问题。这就要预先把主程序的断点保护起来，为程序的正确返回作准备。那么，把断点和现场内容保护在哪里？这就必须保护在堆栈内,用户可以指定内部RAM的最高若干字节做为堆栈区。在初始化程序中，可以对堆栈指针SP写入栈底的地址，于是从SP指定的栈底直到7FH单元都是堆栈区。例如MOV SP ， # 5FH。那么，从60H7FH单元都是堆栈区。,部分特殊功能寄存器, 数据指针DPTR（83H、82H） DPTR是一个16位

29、的特殊功能寄存器，其高位字节（高8位） 寄存器用DPH表示（地址为：83H），低位字节（低8位） 寄存器用DPL表示（地址为：82H）。 DPTR既可以作为一个16位寄存器使用，也可以作为两个 独立的8位寄存器DPH和DPL来使用。 DPTR主要用来存放16位的地址，以便对64K片外RAM 作间接寻址。,2.4 CPU时序,2.4.1 片内振荡器及时钟信号的产生 89C51内部有一个高增益反相放大器，用来构成振荡器。在XTAL1引脚（19）和XTAL2引脚（18）间跨接一个石英晶体（即晶振）及两个电容（30皮法左右）就可构成稳定的自激振荡器。 如果用多片89C51同时工作，则一般采用外部振荡源

30、方式，以便于同步工作。此时， XTAL2引脚（18）悬空。，而XTAL1引脚（19）作外部时钟信号输入的输入端。, 时钟,时钟频率: 范围要求在1.2MHz24MHz 之间。,基本时序单位： 1.振荡周期：晶振的振荡周期。 2.状态周期：振荡周期2分频，也称时钟周期。 3.机器周期：完成一个基本操作所需要的时间。一个机器周期包括12 个时钟周期。 4.指令周期：执行一条指令的时间。 以机器周期为单位：单周期、双周期和四周期指令。 INTEL对每一条指令都给出了它的指令周期数， MCS-51单片机的所有指令中，有一些完成得比较快，只要一个机器周期就行了，有一些完成得比较慢，得要2个机器周期，还有

31、两条指令要4个机器周期才行。, 时钟,2.4 CPU取指、执指时序,CPU取指、执指时序,2.5 复位及复位电路,2.5.1 复位操作 复位是单片机的初始化操作。主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。,表2-9 一些寄存器的复位状态,2.5.2 复位信号及其产生,MCS-51单片机复位(RST高电平2个机器周期) 任何单片机在工作之前都要有个复位的过程，复位是什么意思呢？对单片机来说，是程序还没有开始执行，是在做准备工作-初始状态。显然，准备工作不需要太长的时间，复位需要不少于24个时钟周期的时间就可以了。,2.5.3 复位电路,只要在单片机的RST引脚上加

32、上高电平（2个机器周期），就可以了。为了达到这个要求，可以用很多种方法，右图为其中一种方法。,2.6 89C51单片机的低功耗工作方式,89C51提供二种节电方式，即空闲（待机）方式和掉电（停机）方式。它们是通过对电源控制寄存器PCON的“PD”位和“IDL”位的设置来实现的。,2.6 89C51单片机的低功耗工作方式,例如，若使89C51进入“空闲方式”，则只要设置IDL=1。 指令为：MOV PCON,#0000 0001B 或写成：MOV PCON,#01H,如若使89C51进入“停机方式”，则要设置PD=1。 指令为：MOV PCON,#0000 0010B 或写成：MOV PCON,

33、#02H,2.6 89C51单片机的低功耗工作方式,注意：如果PD位和IDL位同时置“1”， 即指令：MOV PCON，#0000 0011B （或：MOV PCON，#03H ）时， 则PD优先（即为停机方式优先）。 当89C51复位时，PCON的值为：0XXX0000B。,空闲（待机）方式的特点,系统在空闲工作方式时，CPU内部状态维持不变，即堆栈指针SP、程序计数器PC、程序状态字PSW、累加器ACC所有的内容不变，端口状态不变。ALE和PSEN保持高电平。 系统退出空闲方式的方法：任何的中断请求被响应都可由硬件使IDL位清0，使系统中止空闲工作方式；由硬件复位（即按复位键）。,89C5

34、1进入空闲方式时，CPU此时得不到时钟信号，但中断、串行口、定时器等仍在时钟控制下正常运行。,停机（掉电）方式的特点,89C51在停机方式时，内部振荡器停止工作（即没有振荡时钟），故所有的功能部件都停止工作。内部RAM区和SFR中的内容被保留，而端口的输出状态值都保存在对应的SFR中。ALE和PSEN都为低电平。 退出停机方式的唯一方法：硬件复位。复位后所有SFR中的内容被初始化，但片内RAM区的数据不变。 在停机工作方式下，Vcc可降到2V，退出掉电方式之前，Vcc必须恢复正常的工作电压值。,空闲方式和停机方式的原理,2.7 输入/输出端口结构,场效应管（复习） 当G = 0 时，场效应管截

35、止； 当G = 1 时，场效应管导通。,2.7.1 P0口,下图为P0口的某位P0.n(n=07)结构图，它由一个输出锁存器、 两个三态输入缓冲器和输出驱动电路及控制电路组成。 P0口既可以作为I/O用，也可以作为地址/数据线用。,三态缓冲器,与门,多路开关,一、P0口作为一般I/O口使用,P口用作输出口时 CPU发出控制电平“0”（即：硬件自动使“控制” =0）封锁“与门”，将输出上 拉场效应管T1截止，同时使多路开关MUX把锁存器的输出端 Q与场效应管T2 栅极接通。, P0口用作输入口时,输入时-分读引脚或读锁存器。 读引脚：由传送指令(MOV)实现。 下面的缓冲器2用于读端口引脚数据，

36、当执行一条由端口输入的指令时，读脉冲把三态缓冲器2打开，这样端口引脚上的数据经过缓冲器读入到内部总线。,第1步：输入时，先向锁存器“写”1。指令为：SETB P0.n 或： MOV P0，#0FFH,1,1,0,0,T2截止,第2步：引脚信号,“读引脚”信号有效，缓冲器2打开, P0口用作输入口时, 输入时-分读引脚或读锁存器 读锁存器：有些指令 如：ANL P0，A 称为“读-修改-写” 指令， 需要读锁存器。 缓冲器1用于读端口锁存器数据。,原因：,如果此时该端口的负载恰是一个晶体管基极，且原端口输出值 为1，那么导通了的PN结会把端口引脚高电平拉低；若此时直 接读端口引脚信号，将会把原输

37、出的“1”电平误读为“0”电平。 现采用读输出锁存器代替读引脚，图中，上面的三态缓冲器就 为读锁存器Q端信号而设，读输出锁存器可避免上述可能发生 的错误。,准双向口,从图中可以看出，在读入端口数据时，由于输出驱动FET并接 在引脚上，如果T2导通，就会将输入的高电平拉成低电平，产 生误读。所以在端口进行输入操作前，应先向端口锁存器写 “1”，使T2截止，引脚处于悬浮状态，变为高阻抗输入。这就 是所谓的准双向口。,二、 P0口作为地址/数据总线使用,在系统扩展时，P0端口作为地址/数据总线使用时。 执行“MOVX”指令或 EA =0 时执行“MOVC”指令时，内部硬件自动使“控制” =1。,P0口用作输出地址/数据总线。, P0引脚输出地址/输入数据,输入信号是从引脚通过输入缓冲器进入内部总线。 此时，CPU自动使MUX向下，并向P0口写“1”，“读引脚”控制 信号有效，下面的缓冲器打开，外部数据读入内部总线。,2.7.2 P1口,它由一个输出锁存器、