单片机输入输出接口P～P概要.ppt

★PO～P3端口的功能
★PO～P3端口的编程
★用并行口设计LED数码显示
★用并行口设计键盘电路
计算机对外设进行数据操作时，外设的数据线不能直接与CPU的数据线相连，必须经过接口电路(简称接口或I/O口)。
需要接口的原因：
1.CPU的数据线是外设或存贮器与CPU进行数据交
换的唯一公共通道，为了避免数据线的使用产生冲突，
一般在接口电路中使用地址译码器产生片选信号以选中
各个外设（地址不同）；
2.为了快速的CPU和慢速的外设在速度上的匹配。I/O接口的分类：
并行接口、串行接口、定时/计数器、A/D、D/A等，现在的接口电路一般封装在一个芯片内部，而且一个芯片有时候具有多种接口功能；同时，芯片一般是可编程的，可以用来使一个类型的接口具有多种不同的工作模式。MCS-51单片机有P0、P1、P2、P3四个8位
双向I/O口，每个端口可以按字节（8位）输入或输出，也可以按位（1位）进行输入或输出，四个口共32根口线，用作位控制十分方便。PO口—1.作为一般的输入/输出接口。
2.作为地址/数据总线,接外围芯片时，分时输出低8位地址与数据信号。
P1口—1.作为一般的输入/输出口。
2.在增强型(52系列)和ISP型(在系统编程型)中有如下功能:P2口—1.作为输入/输出口。
2.作为高8位地址总线。
P3口—P3口为双功能
1.作第一功能使用时，其功能为输入/输出口。
2.作第二功能使用时，每一位功能定义如下表
所示:
RD（外部数据存储器读选通信号入）5.1.2端口的内部结构
四个端口的一位结构见图5.1，同一个端口的各位具有相同的结构。由图可见，四个端口的结构有相同之处：
1.PO口
PO口的输出驱动电路由上拉场效应管T1和驱动场效应T2组成，控制电路包括一个与门，一个非门和一个模拟开关MUX。
1.PO作I/O口使用
CPU发控制电平“0”封锁与门，使T1管截止，同时使MUX开关同下面的触点接通，使锁存器的Q与T2栅极接通。
当CPU向端口输出数据时，写脉冲加在锁存器的CL上、内部总线的数据经反相，再经T2管反相，PO口的这一位引脚上出现正好和内部总线同相的数据。由于输出驱动级是漏极开路电路(因T1截止)，在作I/O口使用时应外接10K的上拉电阻。


当输入操作时，端口中两个三态缓冲器用于读操作。缓冲器2用于读端口引脚的数据。当执行端口读指令时，读引脚脉冲打开三态缓冲器2，于是端口引脚数据经三态缓冲器2送到内部总线。缓冲器1用于读取锁存器Q端的数据。当执行“读-修改-写”指令(即读端口信息，在片内加以运算修改后，再输出到该端口的某些指令如：ANLPO，A指令)，即是读的锁存器Q的数据。
这是为了避免错读引脚的电平信号，例如用一根口线去驱动一个晶体管基极，当向口线写“1”，晶体管导通，导通的PN结会把引脚的电平拉低，如读引脚数据，则会读为0，而实际上原口线的数据为1。因而采用读锁存器Q的值而避免了错读。究竟是读引脚还是读锁存器，CPU内部会自行判断是发读引脚脉冲还是读锁存器脉冲，读者不必在意。
应注意，当作输入端口使用时，应先对该口写入“1”使场效应管T2截止，再进行读入操作，以防场效应管处于导通状态，使引脚箝位到零，而引起误读。当PO口作地址/数据线使用时，CPU及内部控制信号为“1”，转换开关MUX打向上面的触点，使反相器的输出端和T2管栅极接通，输出的地址或数据信号通过与门驱动T1管，同时通过反相器驱动T2管完成信息传送，数据输入时，通过缓冲器进入内部总线。P1口作通用I/O口使用，因电路结构上输出驱动部分接有上拉电阻。当作输入时，同PO一样，要先对该口写“1”。当扩展片外存贮器时，MUX开关打向右，P2口作高八位地址线输出高八位地址信号。
其MUX的的倒向是受CPU内部控制的。
应当注意：当P2口的几位作地址线使用时，剩下的P2口线不能作I/O口线使用。
4.P3口
P3口为双功能I/O口，内部结构中增加了第二输入/输出功能。当作为普通I/O口使用时，第二输出功能端保持“1”，打开与非门3，用法同P1口。
当作第二功能输出时，锁存器输出为“1”打开与非门3，第二功能内容通过与非门3和T送至引脚。
输入时，引脚的第二功能信号通过三态缓冲器4进入第二输入功能端。两种功能的引脚输入都应使T截止，此时第二输出功能端和锁存器输出端Q均为高电平。
P3的各位如不设定为第二功能则自动处于第一功能，在更多情况下，根据需要，把几条口线设为第二功能，剩下的口线可作第一功能(I/O)使用，此时，宜采用位操作形式。
四个并行口使用的注意事项如下：
1.如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和I/O接口，单片机的四个口均可作I/O口使用。
2.四个口在输入数据时，均应先对其写“1”（以避免误读）然后读入数据。
3.P