單片機并行輸入輸出口

單片機并行輸入輸出口1第一頁，共六十九頁，2022年，8月28日6.1I/O口概述接口的概念：CPU與外設之間交換信息的連接部件（有并行接口和串行接口兩大類）。接口與端口接口電路可以包含多個端口(控制、模式、狀態(tài)等)，端口實際上是特殊的寄存器，不同端口編有不同的地址?？诰€與總線：口線實際上是I/O端口寄存器各位電平的反映，而總線則是連接存儲器和端口的公共通道。I/O口編址技術：1.I/O端口與存儲器統(tǒng)一編址；2.I/O端口獨立編址.I/O數(shù)據(jù)傳送的控制方式：1.無條件；2.條件；3.中斷；4.DMA.<2第二頁，共六十九頁，2022年，8月28日四個雙向8位I/O口，共32根I/O口線，每個I/O線均由鎖存器，輸出電路和輸入緩沖器組成。每個I/O既可作輸入又可作輸出，每一條口線可獨立用作輸入又可用作輸出，作輸出時可鎖存數(shù)據(jù)，作輸入時可緩沖數(shù)據(jù)。特殊功能寄存器P0－P3：P0、P1、P2、P3等四個8位I/O口分別由名為P0、P1、P2、P3四個SFR代表，SFR地址為80H、90H、0A0H、0B0H。6.2AT89S52I/O口結構和功能3第三頁，共六十九頁，2022年，8月28日一、P0口1、位結構鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅動器，多路開關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-寫操作3、做總線輸出輸入4第四頁，共六十九頁，2022年，8月28日1、P0口位結構第五頁，共六十九頁，2022年，8月28日輸出輸出0輸出1輸入讀引腳：只操作一次讀鎖存器：讀--修改-寫操作2、P0口作I/O口線6第六頁，共六十九頁，2022年，8月28日P0口作I/O口線第七頁，共六十九頁，2022年，8月28日P0口作I/O口線：輸出分析輸出0和輸出1兩種情況第八頁，共六十九頁，2022年，8月28日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，否則無法讀入高電平操作：可以先寫1再讀，由于上拉電阻較大，寫1并不會使輸入低電平變成高電平。第九頁，共六十九頁，2022年，8月28日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）操作：不可先寫1再讀例：P0&=0xf0;P0++;P00=!P00;第十頁，共六十九頁，2022年，8月28日3、P0口作總線第十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日P0口作總線：輸出第十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日P0口作總線：輸入由內部時序切換到讀引腳狀態(tài)，并保證口鎖存器內為1，以利外部信號輸入第十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日P0口作總線：輸入總線輸入/輸出過程是自動的，按時序要求切換，輸入時簡化圖為：結論：1、P0口作總線時，不用加上拉電阻2、由于不是上拉電阻驅動，因此高低電平驅動能力相當，都很大第十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日二、P1口1、位結構鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅動器，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-寫操作15第十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日1、P1口位結構第十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日說明P1~P3都是準雙向口；雙向口：可使引腳懸浮作高阻輸入；準雙向口：其引腳具有內部拉高電阻，其特點：當外部維持在低電平時，準雙向口輸入要能提供源電流，而外部低電平消失時，又會自動地使自己拉向高電平。17第十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日三、P2口1、位結構鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅動器，多路開關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-寫操作3、做地址總線，輸出高8位地址18第十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日作“通用數(shù)據(jù)I/O端口”和“高八位地址總線”；P2口在系統(tǒng)使用外部存儲器時，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)存儲器時，P2口分兩種情況：1.使用MOVXA,@R0指令分頁訪問外部RAM，此時用8位的寄存器R0或R1作間址寄存器，這時P2口仍然可能全部或部分做通用I/O端口。（對應C51的pdata存儲類型）2.使用MOVXA,@DPTR指令訪問外部RAM，

P2口必須作為外存儲器的高八位地址總線，不可再作I/O口。（對應C51的xdata存儲類型）

P2口特點19第十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日1、P2口位結構第二十頁，共六十九頁，2022年，8月28日2、P2口做I/O口第二十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日3、P2口做總線第二十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日四、P3口1、位結構鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅動器，多路開關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-寫操作3、做替代功能23第二十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日

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 入

P3.3 INT1 外部中斷1申請 入

P3.4 T0 定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入 入

P3.5 T1 定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入 入

P3.6 WR 外部RAM寫選通 出

P3.7 RD 外部RAM讀選通 出P3口的第二功能24第二十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日P3口位結構第二十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日特點：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、外部計數(shù)輸入和系統(tǒng)擴展時使用的WR和RD信號的端口。在這種情況下，鎖存器Q端為“1”電平以保證與門是打開的。在通用I/O模式下，“替代輸出功能”端為“1”電平，以保證與門打開。26第二十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日P3口位結構第二十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日P3口位結構第二十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日I/O口小結P0：系統(tǒng)擴展；一般I/O口（輸出時，需接上拉電阻。）P1：專供用戶使用的I/O口P2：系統(tǒng)擴展；通用I/O口P3：功能口，每位獨立定義；通用I/O口。P0作AD0~AD7驅動8個LSTTL負載P1~P3驅動3~4個LSTTL負載負載能力應用功能29第二十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日I/O口小結：讀入方式每個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，需先向鎖存器寫“1”。系統(tǒng)復位時，所有口鎖存器均置“1”。<30第三十頁，共六十九頁，2022年，8月28日6.3存儲器和I/O口的擴展要點：1、總線和I/O口線的應用特性2、片外三總線結構3、外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器4、外部RAM地址空間分配和映射31第三十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日MCS-51單片機最小應用系統(tǒng)32第三十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日33第三十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日地址總線(AB)：寬度16位，尋址范圍64KB(0000-FFFFH)，低8位由P0經鎖存器獲得，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（只在需要的時候出現(xiàn)）;控制總線(CB):/WR、/RD和/PSEN等。片外總線特性34第三十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日外部程序存儲器擴展35第三十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日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）擴展芯片36第三十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日373273和37437第三十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日擴展8K字節(jié)程序存儲器的連線圖38第三十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日訪問外部ROM的時序39第三十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日外部數(shù)據(jù)存儲器擴展(64KAddressSpace)

40第四十頁，共六十九頁，2022年，8月28日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）擴展芯片41第四十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日擴展2KB數(shù)據(jù)存儲器的線路圖42第四十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日訪問外部RAM的時序43第四十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日擴展16KBRAM和16KBEPROM44第四十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日簡單I/O擴展簡單I/O口的擴展主要由74系列的電路進行擴展；在許多情況下，有些開關量或并行數(shù)據(jù)需直接輸出或輸入。經常用8D鎖存器和三態(tài)驅動門等進行擴展。（373、374、377、273、244等）45第四十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日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部地址線剩下的地址線。如6264，8KB,芯片內部要13個地址線，剩下的3個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第四十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日簡單I/O接口擴展電路（線譯碼）47第四十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日可編程I/O芯片的擴展<48第四十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日6.4I/O口的C51應用編程要點：用#include<reg51.h>加入對特殊功能寄存器P0,P1,P2,P3的定義.根據(jù)需要用sbit對口線進行定義.定義后，按一般變量使用方法來使用。49第四十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描和線反轉法查詢和中斷方式例1:用P1口完成4x4鍵盤的識別50第五十頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入11111111初始狀態(tài)51第五十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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,則表示該行沒有鍵按下52第五十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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,則表示該行沒有鍵按下53第五十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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,則表示該行沒有鍵按下54第五十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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,則表示該行沒有鍵按下55第五十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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,則表示該行沒有鍵按下,由于循環(huán)很快,遠遠超過按鍵的速度,可以識別出所有單個按鍵56第五十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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個鍵按下,行列值合成對應該按鍵的唯一掃描碼:0xee,這一行的4個掃描碼分別是:0xee0xde0xbe0x7e57第五十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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個按鍵對應的掃描碼分別是:0xed0xdd0xbd0x7d58第五十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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個按鍵對應的掃描碼分別是:0xeb0xdb0xbb0x7b59第五十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日逐行掃描法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個按鍵對應的掃描碼分別是:0xe70xd70xb70x7760第六十頁，共六十九頁，2022年，8月28日編程實現(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) //無限循環(huán)作為main的結束{ 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第六十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日編程實現(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; //延時約10ms去抖動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第六十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日線反轉法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,若有鍵按下會產生中斷/INT063第六十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日線反轉法VCC10Kx8P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0VCC10Kx84位輸出4位輸入00011010若有一鍵按下,進入中斷服務程序,讀入高4位為0xb/INT064第六十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日線反轉法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,低4位被置成輸入/INT065第六十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日線反轉法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,由此得知是那個按鍵按下了/INT066第六十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日編程實現(xiàn)線反轉法#include<reg51.h> //要用到sfr#defineucharunsignedcharuchartmp=0;main(){P1=0xf0;EA=1;EX0=1; //開INT0中斷 for(;;) //無限循環(huán)作為main的結束{