單片機(jī)并行輸入輸出口

單片機(jī)并行輸入輸出口1第1頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.1I/O口概述接口的概念：CPU與外設(shè)之間交換信息的連接部件（有并行接口和串行接口兩大類(lèi)）。接口與端口接口電路可以包含多個(gè)端口(控制、模式、狀態(tài)等)，端口實(shí)際上是特殊的寄存器，不同端口編有不同的地址。口線與總線：口線實(shí)際上是I/O端口寄存器各位電平的反映，而總線則是連接存儲(chǔ)器和端口的公共通道。I/O口編址技術(shù)：1.I/O端口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址；2.I/O端口獨(dú)立編址.I/O數(shù)據(jù)傳送的控制方式：1.無(wú)條件；2.條件；3.中斷；4.DMA.<2第2頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四個(gè)雙向8位I/O口，共32根I/O口線，每個(gè)I/O線均由鎖存器，輸出電路和輸入緩沖器組成。每個(gè)I/O既可作輸入又可作輸出，每一條口線可獨(dú)立用作輸入又可用作輸出，作輸出時(shí)可鎖存數(shù)據(jù)，作輸入時(shí)可緩沖數(shù)據(jù)。特殊功能寄存器P0－P3：P0、P1、P2、P3等四個(gè)8位I/O口分別由名為P0、P1、P2、P3四個(gè)SFR代表，SFR地址為80H、90H、0A0H、0B0H。6.2AT89S52I/O口結(jié)構(gòu)和功能3第3頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、P0口1、位結(jié)構(gòu)鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅(qū)動(dòng)器，多路開(kāi)關(guān)2、做輸入/輸出口輸出輸出0輸出1輸入讀引腳讀鎖存器：讀--修改-寫(xiě)操作3、做總線輸出輸入4第4頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、P0口位結(jié)構(gòu)第5頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一輸出輸出0輸出1輸入讀引腳：只操作一次讀鎖存器：讀--修改-寫(xiě)操作2、P0口作I/O口線6第6頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P0口作I/O口線第7頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P0口作I/O口線：輸出分析輸出0和輸出1兩種情況第8頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P0口作I/O口線：輸入（讀引腳）輸入：讀引腳特征：只操作1次注意：要保證口鎖存器為1，否則無(wú)法讀入高電平操作：可以先寫(xiě)1再讀，由于上拉電阻較大，寫(xiě)1并不會(huì)使輸入低電平變成高電平。第9頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P0口作I/O口線：輸入（讀鎖存器）輸入：讀鎖存器特征：操作2次（讀-修改-寫(xiě)）操作：不可先寫(xiě)1再讀例：P0&=0xf0;P0++;P00=!P00;第10頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、P0口作總線第11頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P0口作總線：輸出第12頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P0口作總線：輸入由內(nèi)部時(shí)序切換到讀引腳狀態(tài)，并保證口鎖存器內(nèi)為1，以利外部信號(hào)輸入第13頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P0口作總線：輸入總線輸入/輸出過(guò)程是自動(dòng)的，按時(shí)序要求切換，輸入時(shí)簡(jiǎn)化圖為：結(jié)論：1、P0口作總線時(shí)，不用加上拉電阻2、由于不是上拉電阻驅(qū)動(dòng)，因此高低電平驅(qū)動(dòng)能力相當(dāng)，都很大第14頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、P1口1、位結(jié)構(gòu)鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅(qū)動(dòng)器，等效上拉電阻2、做輸入/輸出口輸出輸出0輸出1輸入讀引腳讀鎖存器：讀--修改-寫(xiě)操作15第15頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、P1口位結(jié)構(gòu)第16頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一說(shuō)明P1~P3都是準(zhǔn)雙向口；雙向口：可使引腳懸浮作高阻輸入；準(zhǔn)雙向口：其引腳具有內(nèi)部拉高電阻，其特點(diǎn)：當(dāng)外部維持在低電平時(shí)，準(zhǔn)雙向口輸入要能提供源電流，而外部低電平消失時(shí)，又會(huì)自動(dòng)地使自己拉向高電平。17第17頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、P2口1、位結(jié)構(gòu)鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅(qū)動(dòng)器，多路開(kāi)關(guān)2、做輸入/輸出口輸出輸出0輸出1輸入讀引腳讀鎖存器：讀--修改-寫(xiě)操作3、做地址總線，輸出高8位地址18第18頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一作“通用數(shù)據(jù)I/O端口”和“高八位地址總線”；P2口在系統(tǒng)使用外部存儲(chǔ)器時(shí)，由于CPU不斷取指令，所以必須做高八位的地址總線；僅使用外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口分兩種情況：1.使用MOVXA,@R0指令分頁(yè)訪問(wèn)外部RAM，此時(shí)用8位的寄存器R0或R1作間址寄存器，這時(shí)P2口仍然可能全部或部分做通用I/O端口。（對(duì)應(yīng)C51的pdata存儲(chǔ)類(lèi)型）2.使用MOVXA,@DPTR指令訪問(wèn)外部RAM，

P2口必須作為外存儲(chǔ)器的高八位地址總線，不可再作I/O口。（對(duì)應(yīng)C51的xdata存儲(chǔ)類(lèi)型）

P2口特點(diǎn)19第19頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、P2口位結(jié)構(gòu)第20頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、P2口做I/O口第21頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、P2口做總線第22頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四、P3口1、位結(jié)構(gòu)鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅(qū)動(dòng)器，多路開(kāi)關(guān)2、做輸入/輸出口輸出輸出0輸出1輸入讀引腳讀鎖存器：讀--修改-寫(xiě)操作3、做替代功能23第23頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

P3.0 RxD 串行數(shù)據(jù)接收 入

P3.1 TxD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 出

P3.2 INT0 外部中斷0申請(qǐng) 入

P3.3 INT1 外部中斷1申請(qǐng) 入

P3.4 T0 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入 入

P3.5 T1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入 入

P3.6 WR 外部RAM寫(xiě)選通 出

P3.7 RD 外部RAM讀選通 出P3口的第二功能24第24頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P3口位結(jié)構(gòu)第25頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一特點(diǎn)：通用I/O端口、多用途端口在多用途情況下，P3口分別作為串行口、外中斷輸入、外部計(jì)數(shù)輸入和系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)使用的WR和RD信號(hào)的端口。在這種情況下，鎖存器Q端為“1”電平以保證與門(mén)是打開(kāi)的。在通用I/O模式下，“替代輸出功能”端為“1”電平，以保證與門(mén)打開(kāi)。26第26頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P3口位結(jié)構(gòu)第27頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一P3口位結(jié)構(gòu)第28頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一I/O口小結(jié)P0：系統(tǒng)擴(kuò)展；一般I/O口（輸出時(shí)，需接上拉電阻。）P1：專(zhuān)供用戶使用的I/O口P2：系統(tǒng)擴(kuò)展；通用I/O口P3：功能口，每位獨(dú)立定義；通用I/O口。P0作AD0~AD7驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載P1~P3驅(qū)動(dòng)3~4個(gè)LSTTL負(fù)載負(fù)載能力應(yīng)用功能29第29頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一I/O口小結(jié)：讀入方式每個(gè)I/O口均有兩種讀入方式（用命令區(qū)分）讀鎖存器讀引腳P1=0xff;tmp=P1; //讀引腳P1&=0xf0; //讀鎖存器注意：讀引腳時(shí)，需先向鎖存器寫(xiě)“1”。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，所有口鎖存器均置“1”。<30第30頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.3存儲(chǔ)器和I/O口的擴(kuò)展要點(diǎn)：1、總線和I/O口線的應(yīng)用特性2、片外三總線結(jié)構(gòu)3、外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4、外部RAM地址空間分配和映射31第31頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一MCS-51單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)32第32頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一33第33頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一地址總線(AB)：寬度16位，尋址范圍64KB(0000-FFFFH)，低8位由P0經(jīng)鎖存器獲得，高8位由P2提供;數(shù)據(jù)總線(DB)：寬度8位，由P0提供，由于D0~D7總是伴隨著/RD、/WR或/PSEN出現(xiàn)，不用鎖存器（只在需要的時(shí)候出現(xiàn)）;控制總線(CB):/WR、/RD和/PSEN等。片外總線特性34第34頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展35第35頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一EPROM:2764271282725627512等鎖存器：從AD0~AD7中分離出A0~A7373：8D鎖存器374：8D觸發(fā)器（帶三態(tài)）273：8D觸發(fā)器（帶清除）擴(kuò)展芯片36第36頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一373273和37437第37頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一擴(kuò)展8K字節(jié)程序存儲(chǔ)器的連線圖38第38頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一訪問(wèn)外部ROM的時(shí)序39第39頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展(64KAddressSpace)

40第40頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一SRAM:626462256628128等鎖存器：從AD0~AD7中分離出A0~A7373：8D鎖存器374：8D觸發(fā)器（帶三態(tài)）273：8D觸發(fā)器（帶清除）擴(kuò)展芯片41第41頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一擴(kuò)展2KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的線路圖42第42頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一訪問(wèn)外部RAM的時(shí)序43第43頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一擴(kuò)展16KBRAM和16KBEPROM44第44頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展簡(jiǎn)單I/O口的擴(kuò)展主要由74系列的電路進(jìn)行擴(kuò)展；在許多情況下，有些開(kāi)關(guān)量或并行數(shù)據(jù)需直接輸出或輸入。經(jīng)常用8D鎖存器和三態(tài)驅(qū)動(dòng)門(mén)等進(jìn)行擴(kuò)展。（373、374、377、273、244等）45第45頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一地址譯碼方式片選地址線：用于選擇芯片的地址線，是指全部地址總線中去掉芯片內(nèi)部地址線剩下的地址線。如6264，8KB,芯片內(nèi)部要13個(gè)地址線，剩下的3個(gè)地址線就是片選地址線。全譯碼方式：所有片選地址線全部參加譯碼；部分譯碼方式：片選地址線部分參加譯碼，剩下部分懸空；線選方式：片選地址線直接接到芯片的片選端。

46第46頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一簡(jiǎn)單I/O接口擴(kuò)展電路（線譯碼）47第47頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一可編程I/O芯片的擴(kuò)展<48第48頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.4I/O口的C51應(yīng)用編程要點(diǎn)：用#include<reg51.h>加入對(duì)特殊功能寄存器P0,P1,P2,P3的定義.根據(jù)需要用sbit對(duì)口線進(jìn)行定義.定義后，按一般變量使用方法來(lái)使用。49第49頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描和線反轉(zhuǎn)法查詢和中斷方式例1:用P1口完成4x4鍵盤(pán)的識(shí)別50第50頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入11111111初始狀態(tài)51第51頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入11111110第1行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位均為1,則表示該行沒(méi)有鍵按下52第52頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入01111111第2行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位均為1,則表示該行沒(méi)有鍵按下53第53頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入10111111第3行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位均為1,則表示該行沒(méi)有鍵按下54第54頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入11011111第4行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位均為1,則表示該行沒(méi)有鍵按下55第55頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入11111110循環(huán)回到第1行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位均為1,則表示該行沒(méi)有鍵按下,由于循環(huán)很快,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)按鍵的速度,可以識(shí)別出所有單個(gè)按鍵56第56頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入11101110第1行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位為0xe,則表示該行第1個(gè)鍵按下,行列值合成對(duì)應(yīng)該按鍵的唯一掃描碼:0xee,這一行的4個(gè)掃描碼分別是:0xee0xde0xbe0x7e57第57頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入01111111第2行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位不均為1,則表示有鍵按下,這一行的4個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的掃描碼分別是:0xed0xdd0xbd0x7d58第58頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入10111111第3行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位不均為1,則表示有鍵按下,這一行的4個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的掃描碼分別是:0xeb0xdb0xbb0x7b59第59頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入11011111第4行送出0,其余3行送出1,讀入4列,若讀入的4位不均為1,則表示有鍵按下,這一行的4個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的掃描碼分別是:0xe70xd70xb70x7760第60頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一編程實(shí)現(xiàn)逐行掃描法#include<reg51.h> //要用到sfr:P1#defineucharunsignedcharvoiddelay(void); //聲明函數(shù)uchartmp;main(){while(1) //無(wú)限循環(huán)作為main的結(jié)束{ P1=0xfe;tmp=P1&0xf0;if(tmp!=0xf0)line1_key(); P1=0xfd;tmp=P1&0xf0;if(tmp!=0xf0)line2_key(); P1=0xfb;tmp=P1&0xf0;if(tmp!=0xf0)line3_key(); P1=0xf7;tmp=P1&0xf0;if(tmp!=0xf0)line4_key();}}61第61頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一編程實(shí)現(xiàn)逐行掃描法voiddelay(void){inti,j;for(i=0;i<10;i++)for(j=0;j<1000;j++);}voidline1_key(void){delay();tmp=P1&0xf0;if(tmp==0xf0)return; //延時(shí)約10ms去抖動(dòng)switch(tmp){ case0xe0:key1();break; //key1-16函數(shù)省略 case0xd0:key2();break; case0xb0:key3();break;

case0x70:key4();break; default:break;}while(1){tmp=P1&0xf0;if(tmp==0xf0)break;} //等鍵釋放}62第62頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一線反轉(zhuǎn)法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入00011110平常狀態(tài),不用掃描鍵盤(pán),若有鍵按下會(huì)產(chǎn)生中斷/INT063第63頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一線反轉(zhuǎn)法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入00011010若有一鍵按下,進(jìn)入中斷服務(wù)程序,讀入高4位為0xb/INT064第64頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一線反轉(zhuǎn)法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸入4位輸出11111011輸入輸出倒置,并將讀入的0xb原位送出,即輸出0xbf,將高4位送出的同時(shí),低4位被置成輸入/INT065第65頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一線反轉(zhuǎn)法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸入4位輸出10111011讀入低4位,與高4位送出的數(shù)合成掃描碼的0xbb,由此得知是那個(gè)按鍵按下了/INT066第66頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一編程實(shí)現(xiàn)線反轉(zhuǎn)法#include<reg51.h> //要用到sfr#defineucharunsignedcharuchartmp=0;main(){P1=0xf0;EA=1;EX0=1; //開(kāi)INT0中斷 for(;;) //無(wú)限循環(huán)作為main的結(jié)