單片機：第八章-51單片機IO接口

第八章

51單片機I/O接口

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第1頁。本章內(nèi)容8.1P0-P3口的功能（重點）和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（了解）8.2I/O口編程舉例（重點）8.3用并行口設(shè)計LED數(shù)碼顯示器（掌握）8.4用并行口設(shè)計鍵盤電路（掌握）單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第2頁。8.1P0-P3口的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）所謂雙向，是既能做輸入，又能做輸出。

所謂準(zhǔn)雙向口，是指該端口在用作輸入線時，必須先寫入“1”。（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)是設(shè)計芯片時決定的，如果以后不設(shè)計單片機，那么不必在意。只簡單的了解即可。（3）各個口的功能和操作，是重點。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第3頁。P0~P3口功能PO口—1.作為輸入/輸出口。

2.作為地址/數(shù)據(jù)總線,接外圍芯片時PO口分時輸出低

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位地址與數(shù)據(jù)信號。P1口—1.作為輸入/輸出口。P2口—1.作為輸入/輸出口。

2.作為高8位地址總線。P3口—P3口為雙功能

1.作第一功能使用時，其功能為輸入/輸出口。

2.作第二功能使用時:

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第4頁。5/63RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出）

P3.7WR

（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出）P3.6T1（定時器1外部計數(shù)脈沖輸入）P3.5T0（定時器0外部計數(shù)脈沖輸入）P3.4P3.3P3.2TXD（串行輸出線）P3.1RXD（串行輸入線）

P3.0第二功能

端口引腳

INT0（外部中斷0輸入線）INT1（外部中斷1輸入線）單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第5頁。8.1P0-P3口的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（4）P0口

1）P0口既可以作I/O，也可以作為地址/數(shù)據(jù)線。 2）做I/O口時，可以按字節(jié)進行8位的數(shù)據(jù)輸入輸出，又可以按位單獨進行輸入輸出操作。 3）P0口作數(shù)據(jù)/地址總線使用時：

外接其他存儲器或接口芯片，由于通常情況下單片機不可能不接內(nèi)存芯片或接口芯片多做數(shù)據(jù)總線和低8位地址總線分時復(fù)用使用。 4）P0口作通用I/O端口使用時：P0口用作輸出端口時外部必須接上拉電阻才能正確輸出高電平；P0口用作輸入端口時，在進行輸入操作前，應(yīng)該先向該端口的輸出鎖存器寫“1”

。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第6頁。P0口位結(jié)構(gòu)11讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制&T1T2VccP0.x引腳MUX2DQCLP0.x鎖存器Q單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第7頁。8.1P0-P3口的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（5）P1口

1）P1口只能作為通用的I/O口使用。 2）做I/O口時，可以按字節(jié)進行8位的數(shù)據(jù)輸入輸出，又可以按位單獨進行輸入輸出操作。 3）P1口作為輸出口使用時，外電路無需再接上拉電阻。 4）P1口作為輸入口使用時，應(yīng)先向其鎖存器寫入“1”

。

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第8頁。P1口作通用I/O口使用，內(nèi)置上拉電阻。當(dāng)作輸入時，同PO一樣，要先對該口寫“1”。

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第9頁。8.1P0-P3口的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（6）P2口

1）P2口作通用I/O端口使用時，是一個準(zhǔn)雙向口，引腳可接I/O設(shè)備，其輸入/輸出操作與P1口完全相同。。 2）做I/O口時，可以按字節(jié)進行8位的數(shù)據(jù)輸入輸出，又可以按位單獨進行輸入輸出操作。 3）P2口作為輸出口使用時，外電路無需再接上拉電阻。由于P2口是準(zhǔn)雙向口，作為輸入口使用時，應(yīng)先向其鎖存器寫入1 4）當(dāng)系統(tǒng)中接有外部存儲器或接口芯片時，P2口作地址總線使用，輸出高8位地址A15-A8。由于單片機通常會外接其他存儲器或接口芯片，在實際使用中P2口一般只作地址總線口使用，不再作I/O端口直接連外部設(shè)備。

注意：當(dāng)P2口的幾位作地址線使用時，剩下的P2口線不能作I/O口線使用。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第10頁。P2口的位結(jié)構(gòu)比P1多了一個轉(zhuǎn)換控制部分，當(dāng)P2口作通用I/O口時，多路開關(guān)MUX倒向左；單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第11頁。8.1P0-P3口的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（7）P3口

1）P3口是一個多用途的端口，也是一個準(zhǔn)雙向口，作為第一功能使用時，其功能同P1口。 2）P3口作為輸出口使用時，外電路無需再接上拉電阻。 3）由于P3口是準(zhǔn)雙向口，作為輸入口使用時，應(yīng)先向其鎖存器寫入“1”。

4）當(dāng)作第二功能使用時，每一位功能定義如下：P3.0：RXD串行口輸入； P3.1：TXD串行口輸出P3.2：/INT0外部中斷0輸入； P3.3：/INT1外部中斷1輸入P3.4：T0定時器0外部輸入； P3.5：T1定時器1外部輸入P3.6：/WR外部寫控制； P3.7：/RD外部讀控制。

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第12頁。P3口為雙功能I/O口，內(nèi)部增加了第二輸入/輸出功能。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第13頁。8.1P0-P3口的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（8）總結(jié)：如果單片機不需要擴展外部存貯器和I/O接口，單片機的四個口均可作I/O口用。四個口在作輸入口使用時，均應(yīng)先對其寫“1”，以避免誤讀。P0口作I/O口使用時應(yīng)外接10K的上拉電阻，其它口則不需要。P2口的某幾根線作地址使用時，剩下的線不能作I/O口線使用。P3口的某些口線作第二功能時，剩下的口線可以單獨作I/O口線使用（此時宜位訪問）。對于8031

單片機而言，P2口是輸出高8位地址，與P0口一起組成16位地址總線。此時P0口和P2口只作為地址總線使用，而不作為I/O線直接與外部設(shè)備相連P0-P3口，是典型的I/O接口，因此也是集成在CPU芯片里面的一種接口電路。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第14頁。8.2I/O口編程舉例【例8-1】設(shè)計一電路，監(jiān)視某開關(guān)K，用發(fā)光二極管LED顯示開關(guān)K的狀態(tài)，如果開關(guān)合上則LED亮、開關(guān)斷開則LED熄滅。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第15頁。8.2I/O口編程舉例解：開關(guān)接在P1.0，LED接P1.1，當(dāng)開關(guān)斷開時，P1.0為+5V，對應(yīng)數(shù)字量為“1”，開關(guān)合上時P1.0電平為0V，對應(yīng)數(shù)字量為“0”，這樣就可以用JB指令對開關(guān)狀態(tài)進行檢測。在圖8.6中，開關(guān)K的邏輯與LED的驅(qū)動邏輯關(guān)系正好是反相的。編程如下：CLRP1.1 ；使發(fā)光二極管滅AGA:SETBP1.0 ；先對P1口寫入“1”為輸入作準(zhǔn)備 JBP1.0，LIG ；開關(guān)斷開（為1），轉(zhuǎn)LIG SETBP1.1 ；開關(guān)合上（為0），二極管亮 SJMPAGALIG:CLRP1.1 ；開關(guān)斷開，二極管滅 SJMPAGA

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第16頁。8.2I/O口編程舉例【例8-2】P1.4～P1.7接四個發(fā)光二極管LED，P1.0～P1.3接四個開關(guān)，編程將開關(guān)的狀態(tài)反映到發(fā)光二極管上。

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第17頁。8.2I/O口編程舉例解：4個開關(guān)對應(yīng)4個LED燈，因此適合用字節(jié)的方式進行操作。ORG0000HABC:MOVP1,#0FH；高四位滅，低四位送“1”，確保開關(guān)狀態(tài)的正確讀入MOVA,P1 ；讀P1口引腳開關(guān)狀態(tài)至ASWAPA ；低四位開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到高四位ANLA,#0F0H ；保留高四位MOVP1,A ；從P1口輸出SJMPABC ；循環(huán)單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第18頁。8.3用并行口設(shè)計LED數(shù)碼顯示器單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第19頁。8.3用并行口設(shè)計LED數(shù)碼顯示器顯示0的情況單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第20頁。abcdefgdp12345678910abfgcomcomabcefgxgfedcba00000110=06h顯示”1”單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第21頁。顯示”2”(b)dpcomabcdefgdpcde12345678910comcomabcefgxgfedcba01011011=5bh單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第22頁。8.3用并行口設(shè)計LED數(shù)碼顯示器單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第23頁。8.3用并行口設(shè)計LED數(shù)碼顯示器（1）數(shù)碼管顯示方式

靜態(tài)方式動態(tài)方式單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第24頁。8.3用并行口設(shè)計LED數(shù)碼顯示器（2）數(shù)碼管譯碼方式

硬件譯碼方式，即字形碼的控制輸出可采用硬件譯碼方式，如采用BCD7段譯碼/驅(qū)動器MC14495、74LS48、74LS49、CD4511(共陰極)或74LS46、74LS47、CD4513等芯片。軟件譯碼方式，通過編寫軟件譯碼程序（通常是查表的方式），通過譯碼程序來得到要顯示的字符的字段碼。

單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第25頁。8.3用并行口設(shè)計LED數(shù)碼顯示器（3）舉例–軟件譯碼【例8-3】接有五個共陰極數(shù)碼管的動態(tài)顯示接口電路，P1.7接開關(guān)，當(dāng)開關(guān)打向位置“1”（GND）時，顯示“12345”字樣，當(dāng)開關(guān)打向“2”(高電平)時，顯示“HELLO”字樣，試編寫其程序。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第26頁。解：采用動態(tài)譯碼的方法，當(dāng)P3.0～P3.4輪流輸出1時，五個數(shù)碼管輪流顯示。由于LED數(shù)碼管每段需10～20ma的驅(qū)動電流，單片機的引腳無法直接驅(qū)動，故用74LS373接成直通的方式作驅(qū)動電路，陰極用非門74LS04反相門驅(qū)動，字形選擇由P1口提供，位選擇由P3口控制。程序清單如下：ORG0000HMOVP3，#0；清顯示，P3.X=1則顯示TEST:MOVDPTR，#TAB1;開關(guān)置于1，取‘12345’字形表頭地址SETBP1.7;給P1.7寫1，為其輸入準(zhǔn)備JNBP1.7，DIR

；檢測開關(guān)=0為狀態(tài)“1”則顯示“12345”

MOVDPTR，#TAB2;開關(guān)置于2，取“HELLO”字形表首址DIR:MOVR0，#0；R0存字形表偏移量MOVR1，#01；R1置數(shù)碼表位選代碼（先為最高位）NEXT: MOVA，R0MOVCA，@A+DPTR;查字形碼表1MOVP1，A；送P1口輸出MOVA，R1MOVP3，A；輸出位選碼ACALLDELAY

；延時幾毫秒，避免閃爍

INCR0；指向下一位字形RLA；指向下一位MOVR1，A；暫存位選碼CJNER1，#20H，NEXT；五個數(shù)碼管顯示完?01H右移;4次則為20HSJMPTEST

；顯示完5個數(shù)碼則返回到開始DELAY；（延時子程序）MOVR6，#20；延時20msDL2: MOVR7，#7DHDL1:NOPNOPDJNZR7，DL1DJNZR6，DL2RETTAB1:db06H,5BH,4FH,66H,6DH;“1～5”的字形碼TAB2:db78H,79H,38H,38H,3FH;“HELLO”的字形碼END單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第27頁。8.4用并行口設(shè)計鍵盤

(1)鍵盤的結(jié)構(gòu)單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第28頁。8.4用并行口設(shè)計鍵盤

(2)三個主要問題1）去抖動：消除按鍵盤抖動通常有兩種方法：硬件消抖和軟件消抖。

硬件消抖是通過在按鍵輸出電路上加一定的硬件線路來消除抖動，一般采用RS觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路。另一種方法是利用軟件延時。單片機基本采用軟件的方式去抖動。2）串鍵保護：串鍵保護是指兩個鍵同時按下時的選擇問題。3）按鍵識別：識別鍵盤中被按鍵對應(yīng)的編碼。編碼鍵盤可以通過硬件直接提供按鍵與被按鍵對應(yīng)的ASCII碼或其它編碼。非編碼鍵盤則需要通過編程方式提供按鍵編碼，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。單片機基本采用軟件的方式識別。單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第29頁。8.4用并行口設(shè)計鍵盤

(3)獨立鍵盤和矩陣鍵盤單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第30頁。8.4用并行口設(shè)計鍵盤

(4)獨立鍵盤編程舉例START：MOVA，#0FFH；MOVP1，A；置P1口為輸入狀態(tài)MOVA，P1；鍵狀態(tài)輸入CPLAJZSTART

；沒有鍵按下，則轉(zhuǎn)開始JBACC.0，K0；檢測0號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JBACC.1，K1；檢測1號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JBACC.2，K2；檢測2號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JBACC.3，K3；檢測3號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JBACC.4，K4；檢測4號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JBACC.5，K5；檢測5號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JBACC.6，K6；檢測6號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JBACC.7，K7；檢測7號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JMPSTART

；無鍵按下返回，再順次檢測單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第31頁。K0： …… ；調(diào)用去抖動子程序AJMPKEY0K1： …… ；調(diào)用去抖動子程序AJMPKEY1……K7： …… ；調(diào)用去抖動子程序AJMPKEY7KEY0：……；0號鍵功能程序，比如該鍵盤是回車鍵，則執(zhí)行回車功能程序JMPSTART；0號鍵功能程序執(zhí)行完返回KEY1：……；0號鍵功能程序JMPSTART；1號鍵功能程序執(zhí)行完返回……KEY7：……；7號鍵功能程序JMPSTART

；7號鍵功能程序執(zhí)行完返回單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第32頁?！纠縋1接4×4矩陣鍵盤，以P1.0～P1.3作輸出線，以P1.4～P1.7作輸入線。EEDEBE7EEDDDBD7DEBDBBB7BE7D7B777

鍵碼：單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第33頁。Y返回鍵編碼讀P1.4～P1.7值置行掃描初值掃描位從P1口輸出P1口的高四位和低四位相或得鍵編碼掃到最后一行?NN(有鍵按下）N開始P1.0～P1.3輸出0延時去抖動P1.4～P1.7全為1?P1.4～P1.7全為1?YY(無鍵按下)單片機：第八章-51單片機IO接口全文共36頁，當(dāng)前為第34頁。ORG0000HKEYTEST：

MOVP1,#0F0H;P1.0～P1.3輸出0，P1.4～P1.7輸出1，作為輸入

MOVA,P1;讀鍵盤，檢測有無鍵按下

ANLA,#0F0H;屏蔽P1.0～P1.3，檢測P1.4～P1.7是否全為1CJNEA,#0F0H,HAVEKEY;若P1.4～P1.7不全為1，則有鍵按下

SJMPKEYTEST;若P1.4～P1.7全為1，則無鍵按下，重檢測鍵盤

HAVEKEY：

LCALLDY10ms;調(diào)用10ms延時子程序消抖

MOVA,P1;再次讀行線數(shù)據(jù)

ORLA,#0FH;屏蔽P1.0～P1.3，檢測P1.4～P1.7是否全為1，

注意是ORL指令

CPLA;取反，為JZ指令做準(zhǔn)備