《片機(jī)C語言IO口》演示PPT

1、2021-7-111 MCS-51系列單片機(jī)系列單片機(jī)IO口的使用口的使用 MCS-51系列封裝系列封裝概述概述2.1 MCS-51系列的系列的IO口口2.2 MCS-51的的IO口口控制簡單控制簡單外設(shè)外設(shè) 2.3 MCS-51的的IO口控制口控制程序的編寫程序的編寫2.4 2.5 2.6 2021-7-112 v 單片機(jī)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)單片機(jī)的學(xué)習(xí)重點(diǎn) v IO口口 v 定時器定時器 v 中斷中斷 v 串口通信串口通信 v 接口接口 2021-7-113 v 學(xué)習(xí)單片機(jī)，從引腳開始：學(xué)習(xí)單片機(jī)，從引腳開始： 引腳是單片引腳是單片 機(jī)對外數(shù)據(jù)機(jī)對外數(shù)據(jù) 交換的通道交換的通道 DIP TQFP PL

2、CC 也就是單片也就是單片 機(jī)的機(jī)的IO接口接口 2021-7-114 2.1 MCS-51單片機(jī)系列的封裝單片機(jī)系列的封裝 v 封裝：封裝：指將硅片上的電路管腳，用導(dǎo)指將硅片上的電路管腳，用導(dǎo) 線接引到外部引腳處，以便與其它器件線接引到外部引腳處，以便與其它器件 相連接相連接。 v 封裝形式：封裝形式：指安裝半導(dǎo)體集成電路芯指安裝半導(dǎo)體集成電路芯 片用的外殼形式，起著安裝、固定、密片用的外殼形式，起著安裝、固定、密 封、保護(hù)芯片及增強(qiáng)電熱性能等方面的封、保護(hù)芯片及增強(qiáng)電熱性能等方面的 作用。作用。 2.1.1 封裝簡介封裝簡介 2021-7-115 v 封裝技術(shù)發(fā)展：封裝技術(shù)發(fā)展： v 結(jié)構(gòu)

3、方面：結(jié)構(gòu)方面：TODIPPLCCQFP BGA CSP v 材料方面：金屬、陶瓷材料方面：金屬、陶瓷陶瓷、塑料陶瓷、塑料塑塑 料料 v 引腳形狀：長引線直插引腳形狀：長引線直插短引線或無引線貼短引線或無引線貼 裝裝球狀凸點(diǎn)球狀凸點(diǎn) v 裝配方式：通孔插裝裝配方式：通孔插裝表面組裝表面組裝直接安直接安 裝裝 2021-7-116 2.1.2 MCS-51系列封裝形式系列封裝形式 v 總線型：總線型： 2021-7-117 引腳數(shù)少、體積小。引腳數(shù)少、體積小。 v 非總線型：非總線型： 2021-7-118 2.2 MCS-51的的IO口結(jié)構(gòu)與操作口結(jié)構(gòu)與操作 MCS-51型單片機(jī)有型單片機(jī)有4

4、個個8位并行位并行IO口，口， P0、P1、P2和和P3；各口均由口鎖存器、；各口均由口鎖存器、 輸出驅(qū)動器、輸入緩沖器組成。對口鎖輸出驅(qū)動器、輸入緩沖器組成。對口鎖 存器進(jìn)行讀寫就可實(shí)現(xiàn)輸入輸出操作。存器進(jìn)行讀寫就可實(shí)現(xiàn)輸入輸出操作。 對單片機(jī)的控制，其實(shí)就是對對單片機(jī)的控制，其實(shí)就是對I/O口和口和 寄存器的控制。寄存器的控制。 2021-7-119 P0口作用口作用 2.2.1 P0、P2、P1、P3口口 1. 作通用作通用IO口口(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向) 2. 系統(tǒng)擴(kuò)展時作地址總線系統(tǒng)擴(kuò)展時作地址總線(低低8位位)、數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)總線 P2口作用口作用 2. 系統(tǒng)擴(kuò)展時作地址總線系統(tǒng)擴(kuò)展時作地

5、址總線(高高8位位) 1. 作通用作通用IO口口(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向) 2021-7-1110 P1口作用口作用 1. 通用通用IO口口(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向) P3口作用口作用 1. 作通用作通用IO口口(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向) 2. 第二功能第二功能 2. 定時器定時器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T2的外部信號的外部信號(52單片機(jī)單片機(jī)) 2021-7-1111 v P3口第二功能口第二功能 v P3.0 ：RXD（串行口輸入）（串行口輸入） v P3.1 ：TXD（串行口輸出）（串行口輸出） v P3.2 ：INT0（外部中斷（外部中斷0輸入）輸入） v P3.3 ：INT1（外部中斷（外部中斷1輸入）輸入） v P3.

6、4 ：T0（定時（定時/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的外部輸入）的外部輸入） v P3.5 ：T1（定時（定時/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1的外部輸入）的外部輸入） v P3.6 ：WR（片外數(shù)據(jù)存儲器（片外數(shù)據(jù)存儲器“寫寫”選通控制輸選通控制輸 出）出） v P3.7 ：RD （片外數(shù)據(jù)存儲器（片外數(shù)據(jù)存儲器“讀讀”選通控制輸選通控制輸 出）出） 2021-7-1112 2.2.2 通用通用IO口結(jié)構(gòu)示意圖口結(jié)構(gòu)示意圖 灌電流負(fù)載灌電流負(fù)載拉電流負(fù)載拉電流負(fù)載 2021-7-1113 v 并行口的帶負(fù)載能力并行口的帶負(fù)載能力(AT89S52) v 每根引腳最大可吸收每根引腳最大可吸收10mA的（灌）電流的（灌）電流 v

7、 P0口吸收電流的總和不能超過口吸收電流的總和不能超過26mA v P1、P2和和P3每個口吸收電流的總和限制在每個口吸收電流的總和限制在15mA v 4個口所有口線的吸收電流總和限制在個口所有口線的吸收電流總和限制在71mA 2021-7-1114 2.3.1 驅(qū)動驅(qū)動LED (Light Emitting Diode ) LED典型工作點(diǎn)：典型工作點(diǎn)：2V，10mA。單個單個LED驅(qū)動特性如下圖：驅(qū)動特性如下圖： 2.3 MCS-51的的IO口控制簡單外設(shè)口控制簡單外設(shè) 2021-7-1115 多個多個LED驅(qū)動驅(qū)動 共陽極共陽極 共陰極共陰極 (245：單根線：單根線25mA,總和總和7

8、5mA) 并口直接驅(qū)動并口直接驅(qū)動 經(jīng)緩沖器驅(qū)動經(jīng)緩沖器驅(qū)動 （亮度不理想）（亮度不理想） 2021-7-1116 2.3.2 驅(qū)動驅(qū)動LED數(shù)碼管數(shù)碼管 公共電阻限流公共電阻限流 各路分別限流各路分別限流 2021-7-1117 dpgfedcba 00000110 共陰極共陰極字形字形“1” 編碼示例：編碼示例：06H 2021-7-1118 2.3.3 驅(qū)動蜂鳴器驅(qū)動蜂鳴器 有源有源蜂鳴器：接額定電壓就可連續(xù)發(fā)聲蜂鳴器：接額定電壓就可連續(xù)發(fā)聲 無源無源蜂鳴器：接入變頻方波，可得到不同音調(diào)的聲音蜂鳴器：接入變頻方波，可得到不同音調(diào)的聲音 兩種蜂鳴器驅(qū)動電路相同，僅程序不同兩種蜂鳴器驅(qū)動電路

9、相同，僅程序不同 蜂鳴器需要較大電流蜂鳴器需要較大電流2050mA，需要驅(qū)動電路，需要驅(qū)動電路 2021-7-1119 v 簡單開關(guān)及輸入接口簡單開關(guān)及輸入接口 2.3.4 驅(qū)動開關(guān)驅(qū)動開關(guān) 2021-7-1120 v 開關(guān)閉合與斷開時的抖動及去抖電路開關(guān)閉合與斷開時的抖動及去抖電路 按鍵較少時：去抖電路按鍵較少時：去抖電路 按鍵較多時：軟件延時按鍵較多時：軟件延時, ,通常為通常為10ms10ms 2021-7-1121 v 繼電器：當(dāng)輸入量繼電器：當(dāng)輸入量( (如電壓、電流、溫度如電壓、電流、溫度 等等) )達(dá)到規(guī)定值時，使被控制的輸出電路導(dǎo)達(dá)到規(guī)定值時，使被控制的輸出電路導(dǎo) 通或斷開的電

10、器?？煞譃殡姎饬客ɑ驍嚅_的電器?？煞譃殡姎饬? (如電流、如電流、 電壓、頻率、功率等電壓、頻率、功率等) )繼電器及非電氣量繼電器及非電氣量( (如如 溫度、壓力、速度等溫度、壓力、速度等) )繼電器兩大類。具有繼電器兩大類。具有 動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等 優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。 2.3.5 驅(qū)動繼電器驅(qū)動繼電器 2021-7-1122 2.4 MCS-51的的IO口程序的編寫口程序的編寫 對對IO口操作：通過口操作：通過C語句控制寄存器，寄存語句控制寄存器，寄存 器映射到端口器映射到端口 與寄存器同名 的8/16位變量 C語言 函數(shù):各個變 量之間

11、的互動 1 0 8/16位寄存器 高電平 低電平 I/O;UART;SPI ;IIC;. +5V(+3.3V) 0V 目標(biāo)代碼硬件實(shí)現(xiàn) 各個寄存器之 間的互動 各個硬件模塊 之間的互動 編譯器 編譯 下載線：下載 編程器：燒錄 其他變量RAM中的數(shù)據(jù) RAM中的存儲 單元 2021-7-1123 2.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動程序的編寫口驅(qū)動程序的編寫 2.4.1 單個引腳的控制單個引腳的控制 2. 位運(yùn)算符：位運(yùn)算符：&、|、 1. 單個位變量操作：單個位變量操作：sbit 2.4.2 IO口并行控制口并行控制 通過對寄存器操作映射：通過對寄存器操作映射：P1=0 x0F 2021-7-

12、1124 2.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動程序的編寫口驅(qū)動程序的編寫 2.4.3 流水燈的設(shè)計(jì)流水燈的設(shè)計(jì) 1. 任務(wù)分析：設(shè)計(jì)任務(wù)分析：設(shè)計(jì)8個燈循環(huán)閃爍個燈循環(huán)閃爍 2. 方案設(shè)計(jì)：使用單片機(jī)方案設(shè)計(jì)：使用單片機(jī)IO口控制口控制LED 3. 元件選型：元件選型：AT89S52、LED 4. 電路圖繪制：電路圖繪制：Protel 5. 元件購買、元件購買、PCB制作、器件焊接：制作、器件焊接： 6. 軟件編寫、仿真：軟件編寫、仿真：Keil、Proteus 7. 系統(tǒng)調(diào)試：系統(tǒng)調(diào)試： 2021-7-1125 2.4.4 硬件設(shè)計(jì)考慮的問題硬件設(shè)計(jì)考慮的問題 2. LED的接法：共陰、共陽、

13、哪個口的接法：共陰、共陽、哪個口 3. 限流電阻的選擇限流電阻的選擇 1. 單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成 4. P0口的考慮：輸出高電平需上拉電阻口的考慮：輸出高電平需上拉電阻 v晶振晶振 v復(fù)位復(fù)位 v電源電源 v計(jì)算方法計(jì)算方法 v碳膜碳膜 金屬膜金屬膜 1/4w v單個電阻單個電阻 排阻排阻 2.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動程序的編寫口驅(qū)動程序的編寫 2021-7-1126 2.4.5 軟件設(shè)計(jì)考慮的問題軟件設(shè)計(jì)考慮的問題 1. 軟件在軟件在LED亮滅、延時這兩個狀態(tài)循環(huán)亮滅、延時這兩個狀態(tài)循環(huán) 2. 軟件流程圖：軟件流程圖： 3. 點(diǎn)亮點(diǎn)亮LED：位操作、并行操作：位操作

14、、并行操作 4. 延時的實(shí)現(xiàn)：延時的實(shí)現(xiàn)：for、while 5. 循環(huán)的實(shí)現(xiàn)：循環(huán)的實(shí)現(xiàn)：for、while 2.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動程序的編寫口驅(qū)動程序的編寫 2021-7-1127 2.4.6 硬件優(yōu)化硬件優(yōu)化 1. 驅(qū)動能力：拉電流驅(qū)動能力：拉電流(100uA)、灌電流、灌電流(10mA) 3. 鎖定輸出鎖定輸出(鎖存器鎖存器)：74LS373、74LS573 4. 節(jié)約引腳節(jié)約引腳(串入并出串入并出)：74LS164、74LS595 2.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動程序的編寫口驅(qū)動程序的編寫 2. 電流放大電流放大(驅(qū)動器驅(qū)動器)：三極管、緩沖器：三極管、緩沖器 (74LS245) 2021-7-1128 2.3.7 軟件優(yōu)化軟件優(yōu)化 2. 循環(huán)的使用循環(huán)的使用 3. L