单片机P1口输入输出实验

单片机P1口输入输出实验
单片机可靠的复位是保证单片机正常运行的关键因素。 因此，在设计复位电路时，通常要使RST引脚保持10ms以上 的高电平。当RST从高电平变为低电平之后，单片机就从 0000H地址开始执行程序。本电路是上电自动复位。 将8个LED接在单片机P1端口的P1.0-P1.7引脚上，注意 LED有长短两个引脚，分别表示正负极，其中较短的负极接 单片机，较长的为正极,通过限流电阻R与Vcc相连。 本实验只需将8个LED与P1口相连。单片机的P0、P1、 P2、P3端口都可以用来控制LED。(反过去再看设备)
单片机I/O口输入输出实验 （或单片机数字量输入输出实验）
单片机P1口输入输出实验
实验重点：硬件设计、程序设计、现象分析 实验难点：实际应用
指导教师:刘美俊 李世军
单片机P1口输入输出实验
单片机端口是集数据输入缓冲、数据输出驱动 及锁存等多项功能一体I/O的电路，特别是把握它 准双向、多功能的特点。单片机4个并行端口是P0、 P1、P2、P3。本实验只讨论P1端口。
8、思考题
1)说明单片机各个引脚的功能及作用，比较P0,P3端口的异同？ 2)时钟周期、机器周期的关系是什么？在单片机外部晶振为12M时，下面 的延时子程序延时了多少时间？当晶振为6M时呢？ DELAY： MOV R5，#08H DL1： MOV R6，#00H DL2： MOV R7,#80H DJNZ R7，$ DJNZ R6,DL2 DJNZ R5,DL1 RET
单片机4个并行端口P0、P1、P2、P3有着不同 的结构特点和功用。
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４、硬件设计
89C51
C1 C2
图２ P1口某一I/O口线反转输出电路
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４、硬件设计
C1 C2
89C51 图２ ຫໍສະໝຸດ 1口输出电路单片机P1口输入输出实验
LED循环轮流点亮设计电路如图２所示。将51单片 机第40脚Vcc接电源+5V，第20脚Vss接地,为单片机工作 提供能源。 将第19脚XTAL1与18脚XTAL2分别接外部晶体两个引 脚，由石英晶体组成振荡器，保证单片机内部各部分有 序地工作。对外部C1、C2的取值虽然没有严格的要求， 但电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳 定性、起振的快速性。C1、C2通常取值C1=C2=30PF左右。 8051的晶振最高振荡频率为12M，AT89C51的外部晶振最 高频率可到24M。
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５、程序设计
1）工作原理 P1口定义为带有上拉电阻8位准双向I/O口，功能单一， 每一位可独立定义为输入输出，CPU对P1口操作可以是字节操 作，也可以是位操作。P1作为输出口使用时，它的内部电路 已经提供了一个推拉电流负载，外接了一个上拉电阻，外电 路无需再接上拉电阻，与一般的双向口使用方法相同；作为 输入口使用时，应先向其锁存器写入“1”，使输出驱动电路 的FET截止。若不先对它置“1”，读入的数据是不准确的。
１、实验目的
通过实验了解P1口作为输入输出方式使用
时，CPU对P1口操作方式。
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２、实验要求（1)、2)为必做，3)为选做）
1）在P1.5端口上接一个发光二极管LED，编写程序，使LED 不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.2s（其输出端 为低电平时发光二极管点亮） 。 2）P1.0-P1.3作输入口接拨动开关K１-K4；P1.4-P1.７作 输出口，接发光二极管LED1-LED４，读取开关状态，将此 状态在LED1-LED４上显示出来。
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图３
P1端口的一位结构
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５、程序设计
P1口输出控制程序的设计主要包括控制输出程序设计与延时程序设计。 （1）输出控制：当P1.5端口输出低电平，即P1.5=0，这时LED亮，反之， LED灭，可以使用P1.5=0指令使P1.5端口输出低电平，同样利用指令使 P1.5端口输出高电平。 （2）延时程序：单片机指令的执行时间是很短的，数量大多是微秒级， 因此，我们要求的闪烁时间间隔为0.2s，相对于微秒来说，相差太大， 因此在执行某一指令时，插入延时程，来解决这一问题。 开关状态检测过程： 0 单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的端口输 入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，要能正确输入信号， 先使P1端口P1.0-P1.3置1。可轮流检测每个开关状态，根据每个开关的 状态让相应的二极管指示，也可以一次性检测四路开关状态，然后让其 指示。
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３、实验设备与仪器
单片机应用与仿真开发实验台，PC机， E6000/L仿真器+POD-51仿真头、Wave软硬 件仿真软件。
单片机应用与仿真开发实验台
图１
单片机应用与仿真开发实验台
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此实验就是一个基于单片机最小系统的系统设 计实验,是单片机应用系统中一个比较简单而直观 的控制系统。它包括了单片机控制系统硬件线路及 控制软件的设计，是一个完整的小型控制系统。对 该系统外围控制线路进行适当的修改，可直接用于 设计街景彩灯(应用)。
设置好仿真器类型、仿真头类型以及CPU类型，并注 意是否“使用伟福软件模拟器”，若使用硬件仿真，请 去掉“使用伟福软件模拟器”前的选择。接着测试通讯 口。
图5
仿真软件状态设置通讯口测试
可在此窗口下进行包括新建、打开、保存，将源文件编译 成目标文件等文件操作。执行程序，观察实验台LED的变化。
图6
源程序编写编译调试
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７、实验报告要求
1)实验报告要求有实验目的、要求、设备或仪器、硬件软件设计、步骤、 现象分析、应用分析。现象分析、应用分析填在报告本的原始数据栏。 2)画出实验要求2)硬件设计电路图、程序设计流程图、程序设计清单。 3)写出实验要求3)的程序设计清单？ 4)写出实验过程中所遇到的问题与解决的办法。
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２、实验要求（1)、2)为必做，3)为选做）
３) P1口作输出口，接8只发光二极管LED1-LED8（其输出 端为低电平时发光二极管点亮），编写程序。 状态1：控制系统通电或复位后，8个LED发光二极管依次从 左到右开始逐个点亮； 状态2：8个LED发光二极管全亮后，从右向左LED发光二极 管再逐个熄灭； 状态3：8个LED发光二极管全灭后，从左右两边开始同时点 亮LED发光二极管，全亮后，8个LED发光二极管再明暗一起 闪烁2次 ？
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６、实验步骤 实际操作注意之处
1）安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿 真头插到模块的单片机插座中，打开实验台电源，打开仿真器电 源,打开电脑。 2）启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。首进行仿真 器的设置，选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型。选择通信端 口，点击测试串行口，通信成功便可退出设置，进行仿真。 3）在编辑窗口输入源程序，保存，文件名为T1.ASM。对T1.ASM源 程序进行编译，编译无误后，执行程序，观察LED变化，分析此现 象。 ４）编写内容2的T2.ASM源程序,按以上步骤调试该程序,观察实验 现象并分析。 5）实验连线：P1.5接LED；…
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2）程序流程如图4所示。
图4
P1口输出程序流程图
单片机P1口输入输出实验
３）参考程序(单片机P1端口接8只LED，每次点亮一只，向左移动点亮，重 复循环。) ORG 0000H START: MOV R0, #8 ；设左移8次 MOV A, #11111110B ；存入开始点亮灯位置 LOOP: MOV P1, A ；传送到P1并输出 LCALL DELAY ；调延时子程序 RL A ；左移一位 SJMP LOOP ；重新设定显示值 DELAY: MOV R5,#50 ；延时子程序 DLY1: MOV R6,#100 DLY2: MOV R7,#100 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DLY2 DJNZ R5,DLY1 RET ；子程序返回 END ；程序结束