MCS-51单片机

口的位结构： （2）P1口的位结构 ） 口的位结构
• P1口作通用I/O口使用，因电路结构上输出驱动部分 P1口作通用I/O口使用， 口作通用I/O口使用 上拉电阻。 一样， 接有上拉电阻 当作输入时， PO一样 接有上拉电阻。当作输入时，同PO一样，要先对该口 写“1”。 。
读锁存器 1 内部总线 写锁存器 Q P1.x 锁存器 CL Q D 2 读引脚 Vcc
内部上拉电阻 P1.x 引脚 T
(b)P1口位结构
（3）P2口的位结构 ） 口的位结构
P2口的位结构比P1多了一个转换控制部分， P2口作通 P2口的位结构比P1多了一个转换控制部分，当P2口作通 口的位结构比P1多了一个转换控制部分 I/O口时 多路开关MUX倒向左； 口时， MUX倒向左 用I/O口时，多路开关MUX倒向左；
作输入口， 用P1.4～P1.7作输入口，采用位操作。 ～ 作输入口 采用位操作。 • 小结： 小结： ORG 0000H L1：MOV C， P1.4端口，即 ， • ： 、单片机的I/O端口， 1、单片机的 端口 MOV P1.0，C ， 可用作输入口， 可用作输入口，也可用 MOV C， ， 作输出口； 作输出口； P1.5 MOV P1.1，C ， • 2、所有口线均可单独使 、 MOV C， P1.6 ， MOV P1.2， ， 用与控制； 用与控制； C MOV C， P1.7 ， • 3、每个端口均可当做一 、 MOV P1.3，C ， 位并行口单独使用。 个8位并行口单独使用。 位并行口单独使用 SJMP L1
MCS-51单片机的并行口 一、MCS-51单片机的并行口
• 1、概述： 概述：
• MCS-51有四个并行双向I/O口： MCS-51有四个并行双向I/O口 有四个并行双向I/O 口和P P0口、P1口、P2口和P3口 • 当作I/O口时，可按字节或位操作 当作I/O口时，可按字节 I/O口时 字节或 • 按位操作时，表示为：P0.0～P0.7 按位操作时 表示为： ～ P1.0～P1.7; P2.0～P2.7 ; P3.0～P3.7 ～ ～ ～ • 按字节操作：表示为P0、P1、P2、P3 按字节操作：表示为 、 、 、
地址/数据 读锁存器 & 1 内部总线 写锁存器 P0.x 锁存器 CL Q MUX 2 读引脚 (a)P0口位结构 D Q 1 T1 P0.x 引脚 T2 控制 Vcc
P0作I/O口使用 P0作I/O口使用
• CPU发控制电平“0”封锁与门，使T1管截止， CPU发控制电平“ 封锁与门， T1管截止， 发控制电平 封锁与门 管截止 同时使MUX开关同下面的触点接通， MUX开关同下面的触点接通 同时使MUX开关同下面的触点接通，使锁存器 /Q与T2栅极接通 栅极接通。 的/Q与T2栅极接通。 当CPU向端口输出数据时，写脉冲加在锁存器 CPU向端口输出数据时， 向端口输出数据时 的 CL上、内部总线的数据经反相，再经T2管 CL上 内部总线的数据经反相，再经T2管 T2 反相，PO口的这一位引脚上出现正好和内部 反相，PO口的这一位引脚上出现正好和内部 总线同相的数据。 总线同相的数据。由于输出驱动级是漏极开 路电路( T1截止 截止) 在作I/O I/O口使用时应外接 路电路(因T1截止)，在作I/O口使用时应外接 上拉电阻。 上拉电阻。
3 4
T
(d)P3口位结构
P3口的第二功能 口的第二功能
• • • • • • • • P3.0----RXD P3.1----TXD P3.2----INT0 P3.3----INT1 P3.4----T0 P3.5----T1 P3.6----WR P3.7----RD
串行口 外部中断 计数器外部脉冲输入引脚
并行口小结： 并行口小结：
• 归纳四个并行口使用的注意事项如下： 归纳四个并行口使用的注意事项如下： • 1、如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩 如果单片机内部有程序存贮器， 展外部存贮器和I/O接口，单片机的4 I/O接口 展外部存贮器和I/O接口，单片机的4个口均 可作I/O口用。 I/O口用 可作I/O口用。 • 2、4个口在作输入口使用时，均应先对其写 个口在作输入口使用时， “1”，以避免误读。 ，以避免误读。 • 3、P0口作I/O口使用时应外接上拉电阻，其 P0口作I/O口使用时应外接上拉电阻 口作I/O口使用时应外接上拉电阻， 它口则可不必。 它口则可不必。 • 4、P2的某几根线作地址使用时，剩下的口线 P2的某几根线作地址使用时 的某几根线作地址使用时， 不能作I/O口线使用。 I/O口线使用 不能作I/O口线使用。 • 5、P3口的某些口线作第二功能时，剩下的口 P3口的某些口线作第二功能时 口的某些口线作第二功能时， 线可以单独作I/O口线使用。 I/O口线使用 线可以单独作I/O口线使用。
研究与思考：采用字节操作的现象。 研究与思考：采用字节操作的现象。
• 你会发现什么问题？ 你会发现什么问题？ • 运行过程中出现什么 现象？ 现象？ • 如何解决？ 如何解决？ • 解决此问题，只能通过 解决此问题， 单片机并行口的内部结 构特点及工作原理来解 决。
L1：MOV ： SWAP MOV SJMP
为输出口， 例1： P1.0～P1.3为输出口， P3.0～P3.3 为输入 ： ～ 为输出口 ～ 灯显示开关的状态。 口，使LED灯显示开关的状态 灯显示开关的状态
采用字节操作。 采用字节操作。
用读端口方式
L1：MOV A ， P3 ： MOV P1，A ， SJMP L1 L1：MOV P1 ， P3 ： SJMP L1 L1：MOV ： SWAP MOV SJMP A ， P3 A P1，A ， L1
• “读-修改-写”CPU读口锁存器 修改CPU读口锁存器 而不读引脚， 而不读引脚，是为了避免错读引 脚的电平信号。 脚的电平信号。 • 究竟是读引脚还是读锁存器， 究竟是读引脚还是读锁存器， CPU内部会自行判断是发读引脚 CPU内部会自行判断是发读引脚 脉冲还是读锁存器脉冲， 脉冲还是读锁存器脉冲，用户不 必在意。 必在意。 • 应注意，当作输入端口使用时， 应注意，当作输入端口使用时， 应先对该口写入“ 使场效应管 应先对该口写入“1”使场效应管 T2截止 再进行读入操作， 截止， T2截止，再进行读入操作，以防 场效应管处于导通状态， 场效应管处于导通状态，使引脚 箝位到零，而引起误读。 箝位到零，而引起误读。
1.P0口 P0口的输出驱动电路由上拉场效应管 口的输出驱动电路由上拉场效应管T1 1.P0口 P0口的输出驱动电路由上拉场效应管T1 （1）P0口的位结构 ） T2组成 口的位结构 和驱动场效应T2组成，控制电路包括一个与门， 和驱动场效应T2组成，控制电路包括一个与门， 一个非门和一个模拟开关MUX MUX。 一个非门和一个模拟开关MUX。
片外RAM、I/O读写信号 、 读写信号 片外
P3口的特点 P3口的特点
• 当作为普通I/O口使用时，CPU自动使第二输出 当作为普通I/O口使用时，CPU自动使第二输出 I/O口使用时 功能端保持“ ，打开与非门3 用法同P1 P1口 功能端保持“1”，打开与非门3，用法同P1口。 • 当作第二功能输出时，向口锁存器写“1”打开 当作第二功能输出时，向口锁存器写“ 打开 与非门3 第二功能内容通过与非门3 与非门3，第二功能内容通过与非门3和T送至 引脚。 引脚。 • 第二功能输入时，引脚的第二功能信号通过三 第二功能输入时， 态缓冲器4进入第二输入功能端。 态缓冲器4进入第二输入功能端。两种功能的 引脚输入都应使T截止， 引脚输入都应使T截止，此时第二输出功能端 和锁存器输出端Q均为高电平。 和锁存器输出端Q均为高电平。 • P3的各位如不设定为第二功能则自动处于第一 P3的各位如不设定为第二功能则自动处于第一 功能，在更多情况下，根据需要， 功能，在更多情况下，根据需要，把几条口线 设为第二功能，剩下的口线可作第一功能(I/O) 设为第二功能，剩下的口线可作第一功能(I/O) 使用，此时，宜采用位操作形式 。 使用，此时，
读锁存器 1 内部总线 写锁存器 Q P2.x 锁存器 CL 2 读引脚
(c) P2口位结构
地址
控制
Vcc 内部上拉电阻
D
P2.x 引脚 MUX 1 T
P2口使用特点 P2口使用特点
• 当扩展片外存贮器时，MUX开关打向右， 当扩展片外存贮器时，MUX开关打向右， 开关打向右 P2口作高八位地址线输出高八位地址信 P2口作高八位地址线输出高八位地址信 号。 • 其MUX的的倒向是受CPU内部控制的。 MUX的的倒向是受CPU内部控制的 的的倒向是受CPU内部控制的。 • 应当注意：当P2口的使用某几位作地址 应当注意： P2口的使用某几位作地址 线时，剩下的P2口线不能作I/O P2口线不能作I/O口线使 线时，剩下的P2口线不能作I/O口线使 用。
为输出口， 例1： P1.0～P1.3为输出口， P3.0～P3.3 为输入 ： ～ 为输出口 ～ 灯显示开关的状态。 口，使LED灯显示开关的状态 灯显示开关的状态 • 采用位操作： 采用位操作：
ORG 0000H L1：MOV C， P3.0 ： ， MOV P1.0，C ， MOV C， P3.1 ， MOV P1.1，C ， MOV C， P3.2 ， MOV P1.2，C ， MOV C， P3.3 ， MOV P1.3，C ， SJMP L1
第4章 MCS-51单片机硬件资 章 单片机硬件资 源的使用
MCS-51单片机的硬件资源包括： MCS-51单片机的硬件资源包括 单片机的硬件资源包括
单片机的并行口 一、 MCS-51单片机的并行口 单片机的 单片机的中断系统 二、 MCS-51单片机的中断系统 单片机的 单片机的定时器 三、 MCS-51单片机的定时器 计数器 单片机的定时器/计数器 单片机的串行接口 四、 MCS-51单片机的串行接口 单片机的
• 当PO口作地址/数据线使用时，CPU PO口作地址/数据线使用时， 口作地址 及内部控制信号为“ ， 及内部控制信号为“1”，转换开关 MUX打向上面的触点， 使反相器的 MUX打向上面的触点， 打向上面的触点 输出端和T2管栅极接通， T2管栅极接通 输出端和T2管栅极接通，输出的地 址或数据信号通过与门驱动T1管， 址或数据信号通过与门驱动T1管 T1 同时通过反相器驱动T2 T2管完成信息 同时通过反相器驱动T2管完成信息 传送，数据输入时，通过缓冲器进 传送，数据输入时， 入内部总线。 入内部总线。
（3）P3口的位结构 ） 口的位结构
P3口为双功能I/O口 P3口为双功能I/O口，内部结构中增加了第二输 口为双功能I/O 输出功能。使用第二功能时， 入/输出功能。使用第二功能时，应先向口锁存 器写“ 。 器写“1”。
读锁存器 1 内部总线 写锁存器 D Q P3.x 锁存器 CL 2 读引脚 第二输入功能 第二输出功能 Vcc 内部上拉电阻 P3.x 引脚
•
• 当作输入口进行输入操作时，端口中两个三态 当作输入口进行输入操作时， 缓冲器用于读操作。缓冲器2 缓冲器用于读操作。缓冲器2用于读端口引脚 的数据。当执行端口读指令时，读引脚脉冲打 的数据。当执行端口读指令时， 开三态缓冲器2 开三态缓冲器2，于是端口引脚数据经三态缓 冲器2送到内部总线。 冲器2送到内部总线。 • 为保证端口引脚信号输入正确，必须先向口锁 为保证端口引脚信号输入正确，必须先向口锁 存器写“ ， T2管截止 管截止。 存器写“1”，使T2管截止。 • 缓冲器1用于读取锁存器Q端的数据。当执行 缓冲器1用于读取锁存器Q端的数据。 修改指令(即读端口信息， “读-修改-写”指令(即读端口信息，在片内 加以运算修改后，再输出到该端口的某些指令。 加以运算修改后，再输出到该端口的某些指令。 P0， 指令) 即是读的锁存器Q 如：ANL P0，A指令)，即是读的锁存器Q的数 据。
A ， P1 A P1，A ， L1
～P3口作 口时为：准双向 口； 口作I/O口时为 、 ～ 口作 口时为：准双向I/O口 • 作输入口时须先向端口锁存器写“1”； 作输入口时须先向端口锁存器写“ ； 先向端口锁存器写 作输出口时， 口为漏极开路结构 口为漏极开路结构， 作输出口时，P0口为漏极开路结构，需外 加上拉电阻， 口内部具有上拉电阻。 加上拉电阻，而P1 ～P3口内部具有上拉电阻。 口内部具有上拉电阻 • 2、P3口具有第二功能，使用第二功能时，需 口具有第二功能， 、 口具有第二功能 使用第二功能时， 须先向端口锁存器写“ ； 须先向端口锁存器写“1”； • 3、P0、P2口又可作为为单片机的总线口。 口又可作为为单片机的总线口。 、 、 口又可作为为单片机的总线口