单片机原理及应用第5章-并行口及应用课件.pptx
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- 单片机 原理 应用 并行口 课件
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1、12:391第第第第第第5 5 5 5 5 5章章章章章章 并行口及应用并行口及应用并行口及应用并行口及应用并行口及应用并行口及应用3.7 80C51系列单片机内部并行口的结构系列单片机内部并行口的结构5.180C51系列单片机并行口的应用系列单片机并行口的应用5.2七段数码管显示器接口七段数码管显示器接口5.312:3925.1 80C51系列单片机内部并行口的结构系列单片机内部并行口的结构 80C51系列单片机内部有系列单片机内部有4个个8位双向的输入位双向的输入/输出口输出口,分,分别为别为P0、Pl、P2和和P3口。口。这这4个端口的每一位都可以作为个端口的每一位都可以作为双向通用双向
2、通用I/O口使用口使用。在具有片外扩展存储器的系统中,在具有片外扩展存储器的系统中,P2口作为高口作为高8位地址位地址线,线,P0口分时作为低口分时作为低8位地址线和双向数据总线。位地址线和双向数据总线。80C51单片机单片机4个个I/O口在结构上是基本相同的,但又各口在结构上是基本相同的,但又各有特点。有特点。12:393u多路开关1)功能:用于控制选通I/O方式还是地址/数据输出方式2)方式控制:由内部控制信号产生数据输出锁存器,用于数据位的锁存两个三态的数据输入缓冲器(BUF1和BUF2)。推拉式I/O驱动器:由两只场效应管(FET)组成,上面的场效应管构成上拉电路。5.5.1 P0端口
3、端口BUF2BUF1QQDCVcc控制AD0P0R1 P0R2D0P0WP0口1位的内部结构读锁存器读引脚锁存器内部总线写锁存器地址/数据P0.0多路开关10字节地址字节地址80H,位地址,位地址80H87H。12:394BUF2BUF1QQDCVcc控制AD0P0R1 P0R2D0P0WP0口内部结构读锁存器读引脚锁存器内部总线写锁存器地址/数据P00多路开关10说明:说明:1、当、当CPU发出的发出的控制信号控制信号为为0时,时,P0口做双向口做双向I/O口,口,为漏极开路(三态)为漏极开路(三态)2、当、当CPU发出的发出的控制信号控制信号为为1时,时,P0口为地址口为地址/数据数据复用
4、总线(用于口扩展)复用总线(用于口扩展)5.5.1 P0端口端口12:3955.5.1 P0端口端口BUF2BUF1QQDCVcc控制AD0P0R1 P0R2D0P0WP0口内部结构读引脚锁存器内部总线写锁存器地址/数据P00多路开关103、P0作输入作输入/输出口的使用输出口的使用(1)P0作输出口使用作输出口使用 来自来自CPU的的“写入写入”脉冲脉冲加在加在D锁存器的锁存器的C端,内部端,内部总线上的数据写入总线上的数据写入D锁存器,锁存器,并向端口引脚并向端口引脚P0.x输出。输出。注意:由于输出电路是漏极开注意:由于输出电路是漏极开路(因为这时上拉场效应路(因为这时上拉场效应管截止)
5、,必须外接上拉管截止),必须外接上拉电阻才能有高电平输出。电阻才能有高电平输出。读锁存器12:3965.5.1 P0端口端口BUF2BUF1QQDCVcc控制AD0P0R1 P0R2D0P0WP0口内部结构读引脚锁存器内部总线写锁存器地址/数据P00多路开关103、P0作输入作输入/输出口的使用输出口的使用(2)P0作输入口使用作输入口使用 区分区分“读引脚读引脚”和和“读锁存读锁存器器”。“读引脚读引脚”信号把下方缓冲器信号把下方缓冲器打开,引脚上的状态经缓冲器打开,引脚上的状态经缓冲器读入内部总线;读入内部总线;读锁存器执行执行“MOV A,P0”时时读引脚读引脚信号有效。信号有效。说明:
6、在执行输入操作时,如果锁存器原来寄存的数据说明:在执行输入操作时,如果锁存器原来寄存的数据Q0。那么由于。那么由于Q 1将使将使T1导通,引脚被始终箝拉在低电平上,不可能输入高电平。导通,引脚被始终箝拉在低电平上,不可能输入高电平。为此,为此,用作输入前,必须先用输出指令置用作输入前,必须先用输出指令置Q1,使,使T1截止。单片机复位后,截止。单片机复位后,P0口线的状态都是高电平,可以直接用作输入。口线的状态都是高电平,可以直接用作输入。12:3975.5.1 P0端口端口BUF2BUF1QQDCVcc控制AD0P0R1 P0R2D0P0WP0口内部结构读引脚锁存器内部总线写锁存器地址/数据
7、P00多路开关103、P0作输入作输入/输出口的使用输出口的使用(2)P0作输入口使用作输入口使用 区分区分“读引脚读引脚”和和“读锁存读锁存器器”。“读引脚读引脚”信号把下方缓冲信号把下方缓冲器打开,引脚上的状态经器打开,引脚上的状态经缓冲器读入内部总线;缓冲器读入内部总线;“读锁存器读锁存器”信号打开上面信号打开上面的缓冲器把锁存器的缓冲器把锁存器Q端的状端的状态读入内部总线。态读入内部总线。读锁存器执行下列指令时均为执行下列指令时均为读锁存器读锁存器操作。操作。ANL P0,data ;(P0)(P0)dataORL P0,data ;(P0)(P0)data;XRL P0,A ;(P0
8、)(P0)(A)INC P0 ;(P0)(P0)+112:3985.1.2 P1端口端口Vcc P10 Q Q D C P1R1 P1R2 D0 P1W R*图2、P1口内部结构 P1口内部结构如下图所示。口内部结构如下图所示。输出部分有内部上拉电阻输出部分有内部上拉电阻R*约为约为20K。其他部分与其他部分与P0端口使用相类似(读引脚时先写入端口使用相类似(读引脚时先写入1)。)。写数据读端口 P10 Vcc P11 8051 K1 D1 R1 图2.1、P1口应用 字节地址字节地址90H,位地址,位地址90H97H。12:399P1口只作通用的口只作通用的I/O口使用,口使用,在电路结构上
9、与在电路结构上与P0口口有有两点区别:两点区别:(1)因为只传送数据,不再需要多路转接开关)因为只传送数据,不再需要多路转接开关MUX。(2)由于)由于P1口用来传送数据,因此口用来传送数据,因此输出电路中有上拉电阻,输出电路中有上拉电阻,这样电路的输出不是三态的,这样电路的输出不是三态的,所以所以P1口是准双向口。口是准双向口。注意:注意:(1)P1口作为输出口使用时口作为输出口使用时,外电路无需再接上拉电阻。外电路无需再接上拉电阻。(2)P1口作为输入口使用时,应先向其锁存器先写入口作为输入口使用时,应先向其锁存器先写入“1”,使输出驱动电路的使输出驱动电路的FET截止。截止。12:391
10、0字节地址为字节地址为A0H,位地址位地址A0HA7H。5.1.3 P2端口端口P2口的位结构的电路原理图说明:说明:1、P2可以作为通用的可以作为通用的I/O,也可以作为高,也可以作为高8位位地址输出输出。地址输出输出。2、当控制信号为、当控制信号为1时时FP2口输出地址信息,口输出地址信息,F此时单片机完成外部的取此时单片机完成外部的取指操作或对外部数据存储指操作或对外部数据存储器器16位地址的读写操作。位地址的读写操作。3、当控制信号为、当控制信号为0时时,作为普作为普通通I/O口使用时口使用时F用法和用法和P1口类似。口类似。1012:3911P3口的字节地址为口的字节地址为B0H,位
11、地址位地址为为B0HB7H。5.1.4 P3端口端口图图5-4 P3口的位结构的电路原理口的位结构的电路原理P3口有第二功能信号,且口有第二功能信号,且有有输出输出和和输入输入两类:两类:(1)作)作通用的通用的I/O输出输出,“第第二输出功能二输出功能”线应保持高电平,线应保持高电平,与非门开通,使锁存器与非门开通,使锁存器Q端输出端输出畅通。畅通。(2)作作第二功能信号输出第二功能信号输出,锁,锁存器预先置存器预先置“1”,使,使与非门与非门对对“第二输出功能第二输出功能”信号的输出是信号的输出是畅通的。畅通的。12:3912P3口的字节地址为口的字节地址为B0H,位地址位地址为为B0HB
12、7H。5.1.4 P3端口端口图图5-4 P3口的位结构的电路原理口的位结构的电路原理(3)作)作第二功能信号输入第二功能信号输入,在口线引脚的内部增加了一在口线引脚的内部增加了一个缓冲器,输入的信号就从个缓冲器,输入的信号就从这个缓冲器的输出端取得。这个缓冲器的输出端取得。而作为而作为通用通用I/O输入输入,仍取自,仍取自三态缓冲器的输出端。三态缓冲器的输出端。P3口无论作哪种输入,锁口无论作哪种输入,锁存器输出和存器输出和“第二输出功能第二输出功能”线都应保持高电平。线都应保持高电平。12:3913 表表3-4 P3口的第二功能定义口的第二功能定义 口引脚口引脚 第二功能第二功能 P3.0
13、 RXD(串行输入口)(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)(串行输出口)P3.2 INT0*(外部中断(外部中断0)P3.3 INT1*(外部中断(外部中断1)P3.4 T0(定时器(定时器0外部计数输入)外部计数输入)P3.5 T1(定时器(定时器1外部计数输入)外部计数输入)P3.6 WR*(外部数据存储器写选通)(外部数据存储器写选通)P3.7 RD*(外部数据存储器读选通)(外部数据存储器读选通)12:3914使用中应注意的问题:使用中应注意的问题:(1)P0P3口都是并行口都是并行I/O口,但口,但P0口和口和P2口,口,还可用来构还可用来构建系统的数据总线和地址总线,所以在
14、建系统的数据总线和地址总线,所以在电路中有一个电路中有一个MUX,以进行转换。以进行转换。而而P1口和口和P3口口无构建系统的数据总线和地址总线的功能,无构建系统的数据总线和地址总线的功能,因此,因此,无需转接开关无需转接开关MUX。由于由于P0口口可作为地址可作为地址/数据复用线使用,需传送系统的低数据复用线使用,需传送系统的低8位地址和位地址和8位数据,因此位数据,因此MUX的一个输入端为的一个输入端为“地址地址/数据数据”信号。信号。而而P2口口仅作为高位地址线使用,不涉及数据,所以仅作为高位地址线使用,不涉及数据,所以MUX的一个输入信号为的一个输入信号为“地址地址”。5.1.5 P0
15、P3端口功能总结端口功能总结12:3915(2)在在4个口中只有个口中只有P0口口是一个真正的是一个真正的双向口双向口,P1P3口口都是都是准准双向口双向口。原因原因:P0口作数据总线使用时,为保证数据正确传送,需解决口作数据总线使用时,为保证数据正确传送,需解决芯片内外的隔离问题,即只有在数据传送时芯片内外才接通;芯片内外的隔离问题,即只有在数据传送时芯片内外才接通;不进行数据传送时,芯片内外应处于隔离状态。为此,不进行数据传送时,芯片内外应处于隔离状态。为此,P0口的口的输出缓冲器应为三态门。输出缓冲器应为三态门。在在P0口中口中输出三态门是由两只场效应管(输出三态门是由两只场效应管(FE
16、T)组成)组成,所以所以是一个真正的双向口。而是一个真正的双向口。而P1P3口,口,上拉电阻代替上拉电阻代替P0口中的场口中的场效应管效应管,输出缓冲器不是三态的,输出缓冲器不是三态的准双向口。准双向口。(3)P3口的口线具有第二功能,口的口线具有第二功能,为系统提供一些控制信号。因此在为系统提供一些控制信号。因此在P3口电路增加了第二功能控制逻辑。这是口电路增加了第二功能控制逻辑。这是P3口与其它各口的不同口与其它各口的不同之处。之处。12:3916图图3-8 80C51单片机对外三总线构成单片机对外三总线构成12:39175.2 80C51系列单片机并行口的应用系列单片机并行口的应用 在单
17、片机不外扩任何芯片的情况下,在单片机不外扩任何芯片的情况下,80C51系列单片机系列单片机内部并行口可以作为输出口,直接与输出外设连接,内部并行口可以作为输出口,直接与输出外设连接,常用常用的输出外设是发光二极管;的输出外设是发光二极管;80C51系列单片机内部并行口也可以作为输入口,直接系列单片机内部并行口也可以作为输入口,直接与输入外设连接与输入外设连接,常用的输入外设是开关。,常用的输入外设是开关。12:3918例例5-1 第二章第二章2.3.2节对图节对图2-30所示电路,已经编写了程序实现所示电路,已经编写了程序实现8个发光个发光二极管单方向轮流点亮。但程序是采用顺序结构编写的,比较
18、长,要二极管单方向轮流点亮。但程序是采用顺序结构编写的,比较长,要求采用模块化的方式重新编写。求采用模块化的方式重新编写。解:解:将延时程序编成子函数的形式。用本征库函数将延时程序编成子函数的形式。用本征库函数_crol_来实现来实现P1口数据口数据的循环左移,实现发光二极管的轮流点亮。程序流程图如图的循环左移,实现发光二极管的轮流点亮。程序流程图如图5-5所示:所示:图图5-5 流水灯单方向点亮的流程图流水灯单方向点亮的流程图 程序设计如下:#include#include#define uchar unsigned char void delay_ms(uchar ms);void mai
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