第二章 第三节 单片机并行I O口（课件） - 《单片机技术与应用》（第二版）

第二章 第三节 单片机并行I/O口 第二版 《单片机应用与技术》 教学目标 一 04 Keil 开发软件的使用 本节目标 了解单片机并行I O口 知识目标 （1）掌握P0口、P1口、P2口等内容。 （2）掌握P0 口～P3 口的带负载能力及端口要求。 教学重难点 二 教学重点：了解单片机并行I O口 教学难点： 掌握P0 口～P3 口的带负载能力及端口要求 导入新课 三 MCS-51 系列单片机有4个双向8位I/O 口，即PO 、P1 、P2 、P3。在无外接存储器时，这4 个 /O 口均作为通用/O 口使用， CPU 既可对它们进行字节操作，也可以进行位操作。需要指出的是，特殊功能寄存器中的PO、P1、P2、P3 寄存器其实就是这4个端口各自的锁存器。 新知讲授 四 一 、P0口 PO口有8位，每1位由1个锁存器、2个三态输人缓冲器、控制电路和驱动电路组成，结构如图所示。PO口具有两种功能： 一是通用I/O 口 二是当外接存储器时，作为低8位 地址和8位双向数据总线。 新知讲授 四 一 、P0口 PO口有8位，每1位由1个锁存器、2个三态输人缓冲器、控制电路和驱动电路组成，结构如图所示。PO口具有两种功能： 新知讲授 四 一 、P0口 作为通用I/O 口 时 ，PO口既可作为输入口又可作为输出口，并且每一位都可设定为输入 或者输出。作为输入时，先对锁存器写1,然后再读入数据，否则可能出错。这种双向I/O 口 称为准双向I/O 口。当PO 作为通用/O口 时 ，CPU内部发出控制信号0,多路转换开关 MUX 与下方触点闭合，锁存器输出Q端与输出驱动器 V2相接，而控制信号又封存与门，使V1 管截 止。这样驱动器V2 管工作在漏极开路状态，因此需要对其加上拉电阻才能使用。 1.PO 口作为通用VO 口 新知讲授 四 一 、P0口 当 PO口作输出口时，待输出的数据通过数据总线，在写脉冲控制下写入锁存器。此时锁 存器的右端通过MUX 与 V2 管相连，经V2 管反相后将数据直接送到 PO 口的引脚上，在引脚 上的数据就是所要输出的数据。 当 PO 口作输入时，外部信号通过PO 口的引脚与三态缓冲器2的输入端相连，此时三态缓 冲器打开，将引脚上的数据送入内部总线。不管输入的数据是0还是1,都将输入数据钳位在 低电平，不能正确读入数据。为了保证正确读入数据，必须先对锁存器写1,以使V2 管截止， 然后再读入数据。 (2)PO口作输出口 (1)PO口作输入 新知讲授 四 一 、P0口 PO 口作分时复用地址/数据总线时，可分为两种情况 ① 在第一种情况下，CPU发出的控制信号为1,多路转换开关与上触点相接触，并开放 与门。 02 01 ② 在第二种情况下，从PO 口输入数据，这时输入数据从输入缓冲器2进入内部总线。 新知讲授 四 二 、P1 口 P1口是一个专用的8位准双向I/O 口，只具有通用输入/输出功能，每一位都能设定为输 入或者输出，其位结构图如图所示。 新知讲授 四 三 、P2 口 P2 口是 一 个8位准双向I/O 口，具有两种功能： 一是作通用I/O 口使用，与P1 口相同； 二是作扩展系统的高8位地址使用，输出高8位地址，与PO 口一起组成16位地址总线，其结 构如图所示。 新知讲授 四 四 、 P3口 P3 口也是一个8位准双向口，它具有P1 口同样的功能外，还具有第二功能。当作为第二 功能使用时，每位都具有新的功能。P3 口的位结构图如图所示。 新知讲授 四 四 、 P3口 当 P3 口作为第二功能使用时，各位功能如下： ① P3.0:RXD 串行输入口。 ② P3.1:TXD 串行输出口。 01 02 ③ P3.2:INTO 外部中断0输入口。 ④ P3.3:INT1 外部中断1输入口。 03 04 新知讲授 四 四 、 P3口 当 P3 口作为第二功能使用时，各位功能如下： ⑤ P3.4:TO 定时器/计数器TO 外部输入口。 ⑥ P3.5:T1 定时器/计数器T1 外部输入口。 05 06 ③ P3.2:IN⑦ P3.6:WR 外部数据存储器写选通控制输出信号。TO 外部中断0输入口。 ④ P3.3:INT1 外部⑧ P3.7:RD 外部数据存储器读选通控制输出信号。中断1输入口。 07 08 新知讲授 四 五 、P0 口～P3 口的带负载能力及端口要求 P0 口～P3 口的带负载能力及端口要求 PO 口输出级的每一位可驱动8个TTL门 。PO口作为通用/O 口时，由于输出级场效晶体 管是漏极开路，因此驱动NMOS 电路时需要外加上拉电阻，而作为地址数据总线使用时无需 外加上拉电阻。 01 P1口 ~P3 口输出级的每一位可驱动4个T