(完整版)有關單片機P0端口以及上拉電阻具體講解

1、有關單片機P0口以及上拉電阻具體講解PDIP42RST占A42(RXDJP3.0；241(TXDJP3.1'4340(INT0)P3.2439(INT1)P331538(TO)P34*637(T1)P3.5£736(WR)P3.64&35(RDJP3.7：934XTAL2*1033!XTAL1>1189S51/52賓GNO11231PWRGNOt1330(A8)P2.0X1429(A9)P2.11528(A1OJP2.2>1627(A11)P2.3i仃26(A12)P2.4i1&25(A13)P2.5：i1924(A14)P2.6'i202

2、3(A15)P2.7>2122PV(SCK)P1.6(MIS0)P15(M0SlP1.4円.3P1.2P1.1(T2EX)P1.0(T2)VDDPWRVDDPO.O(ADO)PO.1(AD1)P0.2(AD2P0.3(AD3)PO4(AD4P0.5(AD5)P0.6(AD6)P07(AD7)EM/PPALE/PROGPSEN（一）在我們講解P0端口之前我們首先梳理一下各個端口有什么不同之處：P0口有三個功能：1、夕卜部擴展存儲器時，當做數(shù)據(jù)（Data）總線（如圖1中的DOD7為數(shù)據(jù)總線接口）2、夕卜部擴展存儲器時，當作地址（Address）總線（如圖1中的A0A7為地址總線接口）3、不擴

3、展時，可做一般的I/O使用，但內部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻（后面將詳細介紹）。P1口只做I/O口使用：其內部有上拉電阻。P2口有兩個功能：1、擴展夕卜部存儲器時，當作地址總線使用（如圖1中的A8A15為地址總線接口）2、做一般I/O口使用，其內部有上拉電阻；P3口有兩個功能：除了作為I/O使用外（其內部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設置,具體功能請參考我們后面的引腳說明。在介紹這四個I/O口時提到了一個“上拉電阻”那么上拉電阻又是一個什么東東呢？他起什么作用呢？都說了是電阻那當然就是一個電阻啦,當作為輸入時,上拉電阻將其電位拉高,若輸入為低電平則可提供電流

4、源;所以如果P0口作為輸入時，處在高阻抗狀態(tài),只有外接一個上拉電阻才能有效。地址/數(shù)據(jù)ff控制Q讀鎖存器PO.x引腳控制益線DP0-Xo鎖存器CLQ模擬開關讀引腳門a|圖2（注：該圖只是P0口的一位，也就是說P0口有8個相同的這樣的結構）P0口的結構圖3（二）由圖2可以看出每個P0口都有這些元件:一個鎖存器，兩個三態(tài)輸入緩沖器和一個輸出驅動電路組成在訪問外部存儲器時，P0是一個真正的雙向口，當P0輸出地址/數(shù)據(jù)信息時，CPU內部法控制電平“1”來打開上面的與門，又使模擬開關MUX把地址/數(shù)據(jù)信息經過反相器和T1接通（我們稱上面的場效應晶體管FET為T1，下面的場效應管FET為T2）;輸出的地址

5、/數(shù)據(jù)信息既通過與門去驅動T1，又通過反相器去驅動T2,是兩個FET構成推拉輸出電路；1. 當P0口作為外部擴展存儲器的數(shù)據(jù)地址總線時： 若地址數(shù)據(jù)信息為“0”，那么這個信號就使得T1截止，使T2導通（經過反反相器作用使得T2接收到的信號為T',根據(jù)場效應晶體管的特性，T2導通），若T2導通，那么T2的上下兩個N極就導通，而發(fā)射極（下面的N極）接地信號則為“0”，這樣P0口就相當于接收到了“0”信號； 若地址數(shù)據(jù)信息輸入“1”，則該信號使T2截止，使T1導通，在T1導通情況下，T1的上下N極導通，使得VCC與P0相同，從而輸出高電平，即“1”信號； 若從P0口輸入信號，信號從引腳通過輸

6、入緩沖器進入內部總線；2. 當P0口作為一般I/O口使用時： CPU內部發(fā)布控制信號“0”，封鎖與門，使得T1截止，同時使模擬開關MUX把鎖存器的非Q端與T2端的柵極接通； 在P0口作為輸出時，由于非Q端和T2的倒相作用，那么內部總線上的信息與到達P0口上的信息是同相的，只要寫脈沖加到鎖存器的CL端，內部總線上的信息就會P0的引腳上； 但是由于此時T2為漏極開路輸出，所以要外接上拉電阻。當P0作為輸入時，由于該信號既加到T2又加到下面的三態(tài)緩沖器?，F(xiàn)在我們假設我們剛剛輸出的信號為“0”，也就是輸入鎖存器的數(shù)據(jù)為“0”，經過非Q達到T2使T2導通，這樣P0引腳上的信號就被T2鉗在“0”電平上，這

7、樣就使輸入的T無法讀入。那么我們就必須在輸入信號前，應該先向鎖存器Q端寫“1”，非Q就為“0”，使T2截止，這就是所謂的“準雙向口”的解釋。但是在訪問片外存儲器時，CPU會自動向鎖存器Q寫入“1”，所以對用戶而言P0口作為數(shù)據(jù)/地址總線時，是一個真正的雙向口。（三）下面我們說一下為什么要上拉電阻圖4由于P0口內部沒有上拉電阻，是開漏的，不管它的驅動能力多大，相當于它是沒有電源的，需要外部的電路提供，絕大多數(shù)情況下P0口是必需加上拉電阻的。作為一般的I/O口時，當P0口用來驅動PNP（如上圖4所示）管子的時候，就不需要上拉電阻，因為此時的低電平有效；當P0口用來驅動NPN管子的時候，就需要上拉電

8、阻的，因為此時只有當P0為1時候，才能夠使后端導通。其實說白了上拉就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平！電阻同時起限流作用！上拉電阻就是從電源高電平引出的電阻接到輸出端第一種，如果電平用OC（集電極開路，TIL）或OD（漏極開路，CMOS）輸出，那么不用上拉電阻是不能工作的，這個很容易理解，管子沒有電源就不能輸出高電平了。（這個就可以解釋我們這里的原因）第二種，如果輸出電流比較大，輸出的電平就會降低（這是電路中已經有了一個上拉電阻的情況下，但是電阻太大，壓降太高），就可以用上拉電阻提供電流分量，把電平“拉高”。（就是并一個電阻在IC內部的上拉電阻上，讓它的壓降小一點）。其實這些都是按需要，工作在線性范圍的上拉電阻不能太小，當然也會用這個方式來實現(xiàn)門電路電平的匹配。51系列單片機的P0口作