单片机IO口复用

合集下载

单片机io口实验[单片机IO口控制实验实验报告]

单片机io口实验[单片机IO口控制实验实验报告]

单片机io口实验[单片机IO口控制实验实验报告]一、实验目的1、熟悉MCS-51的I/O结构;2、掌握MCS-51I/O的使用方法;3、掌握MCS-51的中断机制。

二、实验原理1、MCS-51单片机的硬件结构片内结构:2、内部数据存储器:3、SFR的名称及其分布:4、I/O端口地址:5、P0P3端口功能总结:P0P3口都是并行I/O口,但P0口和P2口,还可用来构建系统的数据总线和地址总线,所以在电路中有一个MU某以进行转换。

而P1口和P3口无构建系统的数据总线和地址总线的功能,因此,无MU某P0口的MU某的一个输入端为“地址/数据〞信号。

P2口的MU某勺一个输入信号为“地址〞信号。

在4个口中只有P0口是一个真正的双向口,P1P3口都是准双向口。

原因:P0口作数据总线使用时,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;不进行数据传送时,芯片内外应处于隔离状态。

为此。

P0口的输出缓冲器应为三态门。

P0口中输出三态门是两只场效应管组成,所以是一个真正的双向口。

P1P3口,上拉电阻代替P0口中的场效应管,输出缓冲器不是三态的一准双向口。

P3口的口线具有第二功能,为系统提供一些控制信号。

因此P3口增加了第二功能控制逻辑。

这是P3口与其它各口的不同之处。

6、P0口结构及特点:⑴P0口结构与运作1个输出锁存器,用于进行输出数据的锁存;2个三态输入缓冲器,分别用于锁存器和引脚数据的输入缓冲;1个多路开关MU某它的一个输入来自锁存器,另一个输入是地址/数据信号的反相输出。

在控制信号的的控制下能实现对锁存器输出端和地址/数据线之间的切换;两只场效应管组成的输出驱动电路。

⑵P0口的特点P0口是一个双功能的端口:地址/数据分时复用口和通用I/O口;具有高电平、低电平和高阻抗3种状态的I/O端口称为双向I/O端口。

P0口作地址/数据总线复用口时,相当于一个真正的双向I/O口。

而用作通用I/O口时,于引脚上需要外接上拉电阻,端口不存在高阻状态,此时P0口只是一个准双向口;为保证引脚上的信号能正确读入,在读入操作前应首先向锁存器写1;单片机复位后,锁存器自动被置1;一般情况下,如果P0口已作为地址/数据复用口时,就不能再用作通用I/O口使用;P0口能驱动8个TTL负载。

单片机IO端口工作原理(P0端口,漏极开路,推挽,上拉电阻,准双向口)

单片机IO端口工作原理(P0端口,漏极开路,推挽,上拉电阻,准双向口)

单片机IO端口工作原理(P0端口,漏极开路,推挽,上拉电阻,准双向口)一、P0端口的结构及工作原理P0端口8位中的一位结构图见下图:输入缓冲器:在P0口中,有两个三态的缓冲器,三态门有三个状态,即在其的输出端可以是高电平、低电平,同时还有一种就是高阻状态。

图中有一个是读锁存器的缓冲器,也就是说,要读取D锁存器输出端Q的数据,那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端(上图中标号为‘读锁存器’端)有效。

图中另一个是读引脚的缓冲器,要读取P0.X引脚上的数据,也要使标号为‘读引脚’的这个三态缓冲器的控制端有效,引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。

D锁存器:一个触发器可以保存一位的二进制数(即具有保持功能),在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。

图中的锁存器,D 端是数据输入端,CP是控制端(也就是时序控制信号输入端),Q是输出端,Q 非是反向输出端。

对于D触发器来讲,当D输入端有一个输入信号,如果这时控制端CP没有信号(也就是时序脉冲没有到来),这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。

如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了,这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。

数据传送过来后,当CP时序控制端的时序信号消失了,这时,输出端还会保持着上次输入端D的数据(即把上次的数据锁存起来了)。

如果下一个时序控制脉冲信号来了,这时D端的数据才再次传送到Q端,从而改变Q端的状态。

多路开关:在51单片机中,当内部的存储器够用(也就是不需要外扩展存储器时,这里讲的存储器包括数据存储器及程序存储器)时,P0口可以作为通用的输入输出端口(即I/O)使用,对于8031(内部没有ROM)的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量,需要外扩存储器时,P0口就作为‘地址/数据’总线使用。

那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。

单片机IO口介绍

单片机IO口介绍

单片机IO口介绍单片机(microcontroller)是一种集成电路芯片,具有运算、存储和控制功能。

它是嵌入式系统中最常用的处理器之一、在单片机中,IO (Input/Output)口是用来进行输入输出操作的接口。

IO口通常包括数字IO口和模拟IO口两种类型。

下面将详细介绍单片机IO口的功能和应用。

1.数字IO口:数字IO口是单片机与外部设备进行数字信号交换的接口。

数字IO口可以进行输入和输出操作,具有以下特点:-输入功能:可以通过读取外部设备的状态或信号,并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。

例如,传感器的信号输入和按键的输入等。

-输出功能:可以通过将数字信号输出到外部设备,控制其工作状态。

例如,LED的控制、驱动电机或继电器等。

数字IO口通常以引脚(pin)的形式存在于单片机芯片上。

一个引脚包括输入端和输出端,可以根据需要进行配置。

数字IO口操作简单、速度快、精度高,常用于控制和通信等方面。

2.模拟IO口:模拟IO口是单片机与外部设备进行模拟信号交换的接口。

模拟IO口可以进行模拟输入和输出操作,常用于采集和控制模拟信号。

-模拟输入功能:可以从外部信号源中获取模拟信号,并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。

例如,温度传感器、声音传感器等。

-模拟输出功能:可以将数字信号转换为模拟电压、电流等形式,输出到外部设备中。

例如,通过PWM(脉冲宽度调制)信号控制电机的转速。

模拟IO口通常通过ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)实现。

ADC将模拟信号转换为数字信号,DAC将数字信号转换为模拟信号。

模拟IO口的使用相对复杂,需要进行模数转换和数模转换,但在一些需要对模拟信号进行处理和控制的应用中起到关键作用。

3.应用场景:IO口在单片机系统中广泛应用于各种应用场景。

以下是一些常见的应用场景:-传感器接口:通过IO口连接传感器,读取传感器的输出信号,进行数据采集和处理。

例如温度、湿度、光照等传感器的接口。

单片机IO分时复用技巧

单片机IO分时复用技巧

单片机IO分时复用技巧单片机的多个外部设备可以共用单片机I/O口线来实现控制、数据传送或信号接收,这种方法称为复用。

复用的基本原理是单片机错时交替对设备进行控制、检测或数据收发,即“分时复用”。

为了保证分时复用成功,最基本的要求是单片机控制某个设备时,复用端口的电平变化不应影响其他设备。

因此,每个被控制设备都应该有“片选”功能,能够通过“片选”关闭或接通与单片机I/O的联络。

在某些情况下,并不是真正意义上的“片选”,例如可以使用“写”线来区分数据的目标芯片。

2)控制线复用控制线复用是指将多个设备的控制线连接在一起,通过单片机对控制线进行分时控制,从而实现多个设备的控制。

这种方法可以减少控制线的数量,但需要在编程时对控制线进行精细的控制,以避免干扰其他设备。

3)技巧性减少输出线和信号线通过技巧性减少输出线和信号线,可以实现更有效的复用。

例如,可以通过使用移位寄存器来减少数据输出线的数量。

此外,还可以使用多路复用器来减少信号线的数量。

4)隔离控制复用法隔离控制复用法是指将多个设备的控制信号通过隔离器进行隔离,从而实现多个设备的复用。

这种方法可以减少控制线的数量,但需要使用额外的隔离器。

5)抗干扰措施在进行复用时,需要注意抗干扰措施。

例如,可以使用滤波电路来减少干扰,或者使用光耦隔离器来隔离干扰。

6)不使用8255的完整接线表(超级复用)通过以上方法,可以实现不使用8255的完整接线表,从而实现超级复用。

在实际应用中,可以根据需要选择不同的复用方法,以达到最佳的效果。

1.8位数码管LED、LED、4X4键盘、部分传感器信号可以复用到P0口。

2.8位数码管LED、LED的CS1、CS2可以复用。

3.可以减少不必要的信号线,如步进电机模块左右限位信号只需一个,直流电机模块正反转可利用定时器实现,LCD只需写入数据时将读/写控制线接为只写模式。

4.利用光电耦合模块,端控制(片选)作用,将信号复用到P0口,省去8255.5.使用光电耦合模块隔离复用P0口时,需要注意抗干扰措施,如在发射极公共端接上拉电阻。

很全的51单片机IO端口详解(带图)

很全的51单片机IO端口详解(带图)

80C51的I/O端口结构及应用特性一,I/O端口的结构1,锁存器加引脚的典型结构80C51的I/O端口都有内部总线实现操作控制。

P0-P3四个I/O 口都可以做普通I/O口,因此,要求具有输出锁存功能。

内部总线有事分时操作,因此每个I/O端口都有相应的锁存器。

然而I/O端口又是外部的输入/输出通道,必须有相应的引脚,故形成了I/O端口的锁存器加引脚的典型结构。

2,I/O口的复用功能(1)I/O口的总线复用。

80C51在使用并行总线扩展时,P0口可作为数据总线口和低8位地址总线口,这是,P0为三态双向口。

P0口输出总线的地址数据信号,P2口输出高8位地址信号。

(2)I/O口的功能复用。

I/O口的P3为功能复用的I/O端口。

端口有复用输出的控制端;引脚也有复用输入的控制端。

3,准双向结构P0,P1,P2,P3口做普通I/O口使用时,都是准双向口结构。

准双向口的典型结构见P1口位结构图。

准双向口的输入操作和输出操作本质不同,输入操作时读引脚状态;输出操作时对口锁存器的写入操作。

有口锁存器和引脚电路可知:当有内部总线对只1或只0时,锁存器的0、1状态立即反应到引脚上。

但是输入操作(读引脚)时,如果口锁存器的状态为0,引脚被嵌位在0状态,导致无法读出引脚的高电平输入。

二,I/O端口的应用特性1,引脚的自动识别。

无论P0,P2口的总线复用,还是P3口的功能复用,内部资源会自动选择,不需要通过指令的状态选择。

2,口锁存器的读、该、写操作。

许多涉及到I/O端口的操作,只是涉及口锁存器的读出、修改、写入的操作。

这些指令都是一些逻辑运算指令、置位/清除指令、条件转移指令以及将I/O口作为目的地址的操作指令。

3,读引脚的操作指令。

如果某个I/O口被指定为源操作数,则为读引脚的操作指令。

例如,执行MOV A,P1时,P1口的引脚状态传送到累加器中,执行MOV P1,A是,指令则将累加器的内容传送到P1口锁存器中。

4,准双向口的使用。

单片机IO功能介绍

单片机IO功能介绍

单片机IO端口工作原理一、P0端口的结构及工作原理P0端口8位中的一位结构图见下图:输入缓冲器:在P0口中,有两个三态的缓冲器,三态门有三个状态,即在其的输出端可以是高电平、低电平,同时还有一种就是高阻状态。

图中有一个是读锁存器的缓冲器,也就是说,要读取D锁存器输出端Q的数据,那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端(上图中标号为…读锁存器‟端)有效。

图中另一个是读引脚的缓冲器,要读取P0.X引脚上的数据,也要使标号为…读引脚‟的这个三态缓冲器的控制端有效,引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。

D锁存器:一个触发器可以保存一位的二进制数(即具有保持功能),在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。

图中的锁存器,D端是数据输入端,CP是控制端(也就是时序控制信号输入端),Q是输出端,Q非是反向输出端。

对于D触发器来讲,当D输入端有一个输入信号,如果这时控制端CP没有信号(也就是时序脉冲没有到来),这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。

如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了,这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。

数据传送过来后,当CP时序控制端的时序信号消失了,这时,输出端还会保持着上次输入端D的数据(即把上次的数据锁存起来了)。

如果下一个时序控制脉冲信号来了,这时D端的数据才再次传送到Q端,从而改变Q端的状态。

多路开关:在51单片机中,当内部的存储器够用(也就是不需要外扩展存储器时,这里讲的存储器包括数据存储器及程序存储器)时,P0口可以作为通用的输入输出端口(即I/O)使用,对于8031(内部没有ROM)的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量,需要外扩存储器时,P0口就作为…地址/数据‟总线使用。

那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为…数据/地址‟总线使用的选择开关了。

大家看上图,当多路开关与下面接通时,P0口是作为普通的I/O口使用的,当多路开关是与上面接通时,P0口是作为…地址/数据‟总线使用的。

STM32单片机的八种IO口模式解析

STM32单片机的八种IO口模式解析

STM32单片机的八种IO口模式解析
STM32八种IO口模式区别
(1)GPIO_Mode_AIN模拟输入
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空输入
(3)GPIO_Mode_IPD下拉输入
(4)GPIO_Mode_IPU上拉输入
(5)GPIO_Mode_Out_OD开漏输出
(6)GPIO_Mode_Out_PP推挽输出
(7)GPIO_Mode_AF_OD复用开漏输出
(8)GPIO_Mode_AF_PP复用推挽输出
以下是详细讲解
(1)GPIO_Mode_AIN模拟输入
即关闭施密特触发器,将电压信号传送到片上外设模块(不接上、下拉电阻)
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空输入
浮空输入状态下,IO的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定,如果在该引脚悬空的情况下,读取该端口的电平是不确定的
(3)GPIO_Mode_IPD下拉输入GPIO_Mode_IPU上拉输入
一般来讲,上拉电阻为1K-10K,电阻越小,驱动能力越强
电阻的作用:防止输入端悬空,减少外部电流对芯片的干扰,限流;,增加高电平输出时的驱动能力。

上拉输入:在默认状态下(GPIO引脚无输入)为高电平
下拉输入:在默认状态下(GPIO引脚无输入)为低电平
(4)GPIO_Mode_Out_OD开漏输出
开漏输出:输出端相当于三极管的集电极。

要得到高电平状态需要上拉电阻才行。

适合于做电流型的驱动,。

51单片机io口工作的基本原理

51单片机io口工作的基本原理

51单片机io口工作的基本原理51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器,其基本原理是通过控制输入/输出(I/O)口的电平状态来实现与外部设备的连接与交互。

单片机的I/O口被称为通用I/O口(General Purpose I/O,GPIO),可以通过设置其输入与输出模式以及控制电平状态来与外部设备进行数据的传输与控制。

在51单片机中,GPIO口可以进行两种模式的设置:输入模式和输出模式。

在输入模式下,GPIO口可以将外部设备的电平状态作为输入信号接收,并将该信号传送至单片机内部进行处理。

在输出模式下,单片机可以通过控制GPIO口的电平状态向外部设备发送数据或控制信号。

当GPIO口设置为输入模式时,单片机内部会初始化一个输入缓冲区,用于存储外部设备传入的电平信号。

当外部设备改变电平状态时,单片机会及时检测到,并将相应的电平状态记录在输入缓冲区中。

通过读取输入缓冲区的数值,单片机可以获取外部设备传入的数据。

这样,单片机就能够实现与外部设备的数据交互。

当GPIO口设置为输出模式时,单片机内部会初始化一个输出缓冲区,用于存储将要发送至外部设备的数据。

根据所需的传输方式,单片机可以通过改变输出缓冲区的数值来控制GPIO口的电平状态。

当输出缓冲区的数值发生改变时,单片机会通过输出电路将该数值转换为相应的电平状态,从而将数据或控制信号送至外部设备。

除了设置输入/输出模式以及控制电平状态之外,单片机还可以对GPIO口进行中断配置以及上下拉电阻的设置。

中断配置可以实现在特定事件发生时自动跳转至相应的中断服务函数,从而实现对外部设备的实时响应。

上下拉电阻则可以提供电平稳定性,防止输入口因为无输入信号而漂移到不确定状态。

综上所述,51单片机的I/O口工作基于设置输入/输出模式以及控制电平状态,通过与外部设备进行电平交互来实现数据的传输与控制。

通过合理配置中断和上下拉电阻,单片机可以实现高效稳定的IO口工作,为嵌入式系统开发提供强大的功能与灵活性。

单片机教程单片机IO的使用

单片机教程单片机IO的使用

IO口的位操作
位设置
通过将某一位设置为1或0,可以 控制该位对应的硬件设备的工作
状态。
位清除
将某一位清零,通常用于关闭某个 硬件设备。
位反转
将某一位取反,实现硬件设备的状 态切换。
IO口的配置寄存器
1 2
配置寄存器的功能
配置寄存器用于设置IO口的模式、输出类型、输 出速度等参数,以满足不同的硬件设备控制需求。
按键输入
01
```c
02
void main() {
03
unsigned char keyState = 0; // 按键初始状态为未 按下
按键输入
while (1) {
if
(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,
GPIO_Pin_x) == 0) { // 检测按键是否被按下
if (keyState == 0) { // 如果之前未按下,则进 入处理函数
特性。
02
LED灯的连接方式
LED灯通常与单片机的一个GPIO(通用输入输出)端口连接,通过控
制该GPIO端口的电平高低来控制LED灯的亮灭。
03
LED灯的控制代码
在单片机程序中,可以通过设置GPIO端口的寄存器值来控制LED灯的
亮灭,例如在C语言中,可以使用以下代码实现LED灯的闪烁
LED灯控制
• delay(1000);
LED灯控制
} } ```
按键输入
按键输入的原理
按键输入通常通过单片机的中断或轮询方式实现,当按键被按下时,会触发一个电平变化 或中断事件。
按键输入的连接方式
按键通常与单片机的一个GPIO端口连接,当按键被按下时,该GPIO端口的电平会发生跳 变。

STM32IO口函数GPIO使用说明

STM32IO口函数GPIO使用说明

STM32IO口函数GPIO使用说明STM32是一款广泛使用的32位单片机,具有丰富的外设资源,其中之一就是IO(Input/Output)口。

IO口是STM32与外部世界进行通信的接口,本文将对如何使用STM32IO口函数GPIO进行详细说明。

GPIO是通用输入输出口,可以配置为输入或输出,可以连接到各种外部设备如按钮、开关、LED等。

STM32提供了一系列GPIO口,如GPIOA、GPIOB等。

每个GPIO口有多个引脚可供选择,如GPIOA口有GPIO_Pin_0到GPIO_Pin_15共16个引脚。

在使用IO口之前,需要初始化IO口的设置,包括如下步骤:1.选择GPIO口:选择需要操作的GPIO口,如GPIOA或GPIOB。

2.配置引脚模式:确定所需的引脚模式,如输入、输出或复用模式。

3.配置引脚输出类型:如果选择输出模式,需要确定输出类型,如推挽输出或开漏输出。

4.配置引脚速度:确定引脚的传输速度。

5.配置引脚上拉/下拉:确定引脚是否需要上拉或下拉电阻。

6.配置引脚复用功能:如果选择复用模式,配置引脚使用的功能。

以下为具体的GPIO函数说明:1. GPIO_InitTypeDef:GPIO初始化结构体,包含需要配置的GPIO口、引脚模式、输出类型、速度、上拉/下拉等信息。

- 参数:GPIO_TypeDef* GPIOx:需要初始化的GPIO口;uint16_t GPIO_Pin: 需要初始化的引脚。

2. GPIO_Pin_0到GPIO_Pin_15:宏定义,用于选择要配置的引脚。

3. GPIO_Mode:引脚模式枚举类型,包括输入模式(GPIO_Mode_IN)、输出模式(GPIO_Mode_OUT)和复用功能模式(GPIO_Mode_AF)。

4. GPIO_Speed:引脚速度枚举类型,包括低速(GPIO_Speed_2MHz)、中速(GPIO_Speed_10MHz)和高速(GPIO_Speed_50MHz)。

单片机io 复用

单片机io 复用

单片机io 复用
单片机IO复用是指在一个引脚上同时实现多个功能。

这通常是通过将特定的引脚配置为不同的功能而实现的,例如输入输出、中断、时钟等。

单片机的IO复用一般是通过寄存器来配置的。

在寄存器中,每一个引脚都有相应的控制位,用于配置该引脚的功能。

通过设置相应的控制位,可以控制引脚是输入还是输出,以及引脚的其他功能。

具体的复用功能配置和使用方法在不同的单片机芯片上可能有所不同,需要查阅芯片的技术文档或参考手册来了解具体的配置方法和使用注意事项。

IO复用的好处是可以节省引脚数量,提高系统的灵活性和可扩展性。

但是需要注意的是,在配置IO复用功能时,要确保不同功能的引脚不会发生冲突,同时也要注意时序和电气特性的兼容性。

51单片机IO口应用详解

51单片机IO口应用详解

51单片机IO口应用详解MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照单片机引脚图:这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。

P0口有三个功能:1、外部扩展存储器时,当做数据总线(如图1中的D0~D7为数据总线接口)2、外部扩展存储器时,当作地址总线(如图1中的A0~A7为地址总线接口)3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

P1口只做I/O口使用:其内部有上拉电阻。

P2口有两个功能:1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;P3口有两个功能:除了作为I/O使用外(其内部有上拉电阻),还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。

有内部EPROM的单片机芯片(例如8751),为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,即:编程脉冲:30脚(ALE/PROG)编程电压(25V):31脚(EA/Vpp)在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢?他起什么作用呢?都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。

ALE 地址锁存控制信号:在系统扩展时,ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。

参见图2(8051扩展2KB EEPROM电路,在图中ALE与4LS373锁存器的G相连接,当CPU对外部进行存取时,用以锁住地址的低位地址,即P0口输出。

由于ALE是以晶振六分之一的固定频率输出的正脉冲,当系统中未使用外部存储器时,ALE脚也会有六分之一的固定频率输出,因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。

单片机IO口工作原理及结构框图

单片机IO口工作原理及结构框图

单片机IO口工作原理及结构框图8051单片机I/O引脚工作原理一、P0端口的结构及工作原理P0端口8位中的一位结构图见下图:由上图可见,P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成。

再看图的右边,标号为P0.X引脚的图标,也就是说P0.X引脚可以是P0.0到P0.7的任何一位,即在P0口有8个与上图相同的电路组成。

下面,我们先就组成P0口的每个单元部份跟大家介绍一下:先看输入缓冲器:在P0口中,有两个三态的缓冲器,在学数字电路时,我们已知道,三态门有三个状态,即在其的输出端可以是高电平、低电平,同时还有一种就是高阻状态(或称为禁止状态),大家看上图,上面一个是读锁存器的缓冲器,也就是说,要读取D锁存器输出端Q的数据,那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端(上图中标号为‘读锁存器’端)有效。

下面一个是读引脚的缓冲器,要读取P0.X引脚上的数据,也要使标号为‘读引脚’的这个三态缓冲器的控制端有效,引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。

D锁存器:构成一个锁存器,通常要用一个时序电路,时序的单元电路在学数字电路时我们已知道,一个触发器可以保存一位的二进制数(即具有保持功能),在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。

大家看上图中的D锁存器,D端是数据输入端,CP是控制端(也就是时序控制信号输入端),Q是输出端,Q非是反向输出端。

对于D触发器来讲,当D输入端有一个输入信号,如果这时控制端CP 没有信号(也就是时序脉冲没有到来),这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。

如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了,这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。

数据传送过来后,当CP时序控制端的时序信号消失了,这时,输出端还会保持着上次输入端D的数据(即把上次的数据锁存起来了)。

如果下一个时序控制脉冲信号来了,这时D端的数据才再次传送到Q端,从而改变Q端的状态。

单片机中的IO口扩展原理及应用

单片机中的IO口扩展原理及应用

单片机中的IO口扩展原理及应用单片机是一种在微处理器中集成了中央处理器、内存、输入/输出控制和时钟等功能的微型计算机。

在实际应用中,单片机的使用每況愈下,并逐渐被更高级的处理器所取代。

然而,在一些特殊应用领域,如嵌入式系统和物联网设备中,单片机仍然扮演着重要的角色。

在单片机中,IO口的扩展是一项关键的技术,用来增加单片机的输入和输出接口数量。

本文将探讨单片机中的IO口扩展原理及其应用。

一、单片机IO口扩展原理在单片机中,IO口(Input/Output Port)用于连接外部电路和其他设备,扮演着数据输入和输出的桥梁角色。

然而,通常单片机内部只有有限的IO口数量。

为了满足复杂的应用需求,需要通过扩展技术来增加IO口的数量。

1. 并行IO口扩展其中一种常见的IO口扩展技术是通过并行IO口扩展芯片来增加IO口数量。

该芯片通常由一个并行输入/输出移位寄存器和控制逻辑组成。

通过串行通信协议,单片机可以控制并行IO口扩展芯片,以实现扩展IO口的输入和输出功能。

这种方式适用于需要大量IO口的应用,如工业控制和自动化设备。

不过需要注意的是,并行IO口扩展芯片策略相对复杂,需要额外的引脚和电路设计,并且使用的软件协议需要单片机和外部芯片之间的高速通信支持。

2. 串行IO口扩展另一种常见的IO口扩展技术是通过串行IO口扩展芯片来增加IO口数量。

串行IO口扩展芯片通常采用常用的串行通信协议,如I2C(Inter-Integrated Circuit)或SPI(Serial Peripheral Interface),通过少量的引脚连接到单片机。

通过控制寄存器和数据寄存器,单片机可以发送指令和数据来控制扩展IO口的输入和输出。

这种方式相对于并行IO口扩展芯片来说,引脚数量较少,实现简单,适用于需要较少IO口数量的应用。

同时,由于使用串行通信协议,可以通过级联多个串行IO口扩展芯片,进一步增加IO口数量。

二、单片机IO口扩展应用单片机IO口扩展技术在各种嵌入式系统和物联网设备中都有广泛的应用。

(26条消息)STM32的GPIO的复用功能和重映射功能

(26条消息)STM32的GPIO的复用功能和重映射功能

(26条消息)STM32的GPIO的复用功能和重映射功能1、复用功能:内置外设是与I/O口共用引出管脚(不同的功能对应同一管脚)STM32 所有内置外设的外部引脚都是与标准GPIO引脚复用的,如果有多个复用功能模块对应同一个引脚,只能使能其中之一,其它模块保持非使能状态。

2、重映射功能:复用功能的引出脚可以通过重映射,从不同的I/O管脚引出,即复用功能的引出脚位是可通过程序改变到其他的引脚上!直接好处:PCB电路板的设计人员可以在需要的情况下,不必把某些信号在板上绕一大圈完成联接,方便了PCB的设计同时潜在地减少了信号的交叉干扰。

如:USART1:0: 没有重映像(TX/PA9,RX/PA10);1: 重映像(TX/PB6,RX/PB7)。

(参考AFIO_MAPR寄存器介绍)[0,1为一寄存器的bit值]【注】下述复用功能的引出脚具有重映射功能:- 晶体振荡器的引脚在不接晶体时,可以作为普通I/O口- CAN模块; - JTAG调试接口;- 大部分定时器的引出接口; - 大部分USART引出接口- I2C1的引出接口; - SPI1的引出接口;开启复用功能:GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PPRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);开启重映射功能:GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM1,ENABLE);举例:对于STM32F103VBT6,47引脚为PB10,它的复用功能是I2C2_SCL和USART3_TX,表示在上电之后它的默认功能为PB10,而I2C2的SCL和USART3的TX为它的复用功能;另外在TIM2的引脚重映射后,TIM2_CH3也成为这个引脚的复用功能。

2单片机IO口控制实验实验报告

2单片机IO口控制实验实验报告

单片机IO口控制实验一、实验目的1、熟悉MCS-51的I/O结构;2、掌握MCS-51 I/O的使用方法;3、掌握MCS-51的中断机制。

二、实验原理1、MCS-51单片机的硬件结构片内结构:2、内部数据存储器(字节地址为00H~0FH):3、SFR的名称及其分布:4、I/O端口地址:5、P0~P3端口功能总结:(1)P0~P3口都是并行I/O口,但P0口和P2口,还可用来构建系统的数据总线和地址总线,所以在电路中有一个MUX,以进行转换。

而P1口和P3口无构建系统的数据总线和地址总线的功能,因此,无MUX。

P0口的MUX的一个输入端为“地址/数据”信号。

P2口的MUX的一个输入信号为“地址”信号。

(2)在4个口中只有P0口是一个真正的双向口,P1~P3口都是准双向口。

原因:P0口作数据总线使用时,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;不进行数据传送时,芯片内外应处于隔离状态。

为此,P0口的输出缓冲器应为三态门。

P0口中输出三态门是由两只场效应管(FET)组成,所以是一个真正的双向口。

P1~P3口,上拉电阻代替P0口中的场效应管,输出缓冲器不是三态的-准双向口。

(3)P3口的口线具有第二功能,为系统提供一些控制信号。

因此P3口增加了第二功能控制逻辑。

这是P3口与其它各口的不同之处。

6、P0口结构及特点:⑴ P0口结构与运作1个输出锁存器,用于进行输出数据的锁存;2个三态输入缓冲器,分别用于锁存器和引脚数据的输入缓冲;1个多路开关MUX,它的一个输入来自锁存器,另一个输入是地址/数据信号的反相输出。

在控制信号的的控制下能实现对锁存器输出端和地址/数据线之间的切换;由两只场效应管组成的输出驱动电路。

⑵ P0口的特点P0口是一个双功能的端口:地址/数据分时复用口和通用I/O口;具有高电平、低电平和高阻抗3种状态的I/O端口称为双向I/O端口。

P0口作地址/数据总线复用口时,相当于一个真正的双向I/O口。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
TH0 = (65536-1000)/256; TL0 = (65536-1000)%256; TR0 = 1; }
void Key_Dispaly_Driver() //按键检测和数码管显示放一起 {
static uint8 num=0; //顺序扫描 static uint8 Key1TimeCont=0;//key1 去抖延时计数 static uint8 Key2TimeCont=0;//key2 去抖延时计数 static uint8 Key3TimeCont=0;//key3 去抖延时计数 static uint8 Key4TimeCont=0;//key4 去抖延时计数 static uint8 KeyLock=0;
结束语:上面程序有些已经注释了,本人也是看到公司的一个蒸汽流量计的显示电路就是用 此电路来实现数码管和按键公用 IO 口。所以自己就编了个程序来实现其键盘和显示的功能, 如有不对的地方,还望指正。本人是菜鸟,一直很喜欢电子,虽然现在从事的不是这方面的 工作。
void Key_Dispaly_Driver();
void Timer0_Init() {
TMOD |= 0x01; TH0 = (65536-1000)/256; TL0 = (65536-1000)%256; EA = 1; ET0 = 1; TR0 = 1; }
//定时 1ms
void main() {
P0 = 0xFD;
break;
case 4:
SEG_C = 0;
P0 = Tab[SegShow3];
break;
case 5:
SEG_C = 1;
P0 = 0xFB;
break;
case 6:
SEG_D = 0;
P0 = Tab[SegShow4];
break;
case 7:
SEG_D = 1;
switch(num) {
case 0: SEG_A = 0; P0 = Tab[SegShow1]; break;
case 1: SEG_A = 1; P0 = 0xFE; break;
case 2:
SEG_B = 0;
P0 = Tab[SegShow2];
break;
case 3:
SEG_B = 1;
Timer0_Init(); SegShow1 = 12; SegShow2 = 12; SegShow3 = 12; SegShow4 = 0; while(1) {
switch(KeyCode) {
case 1: SegShow4=1; KeyCode = 0; break;
ca= 0xF7;
break;
}
if(KeyCom==1)//判断无按键按键,解锁
{
KeyLock = 0;
}
else if(KeyLock==0&&num==1) //如果按下的是 Key1
{
Key1TimeCont++;
//计数
if(Key1TimeCont>KeyDelayTime)//计数大于去抖时间
3.其中,数码管阳极接的下拉电阻正常情况是不需要的,可以不知道为什么 Protues 中不接 就不能正常显示。电路中有四个按键(也可添加更多的按键,理论上总的可以接 8 个),分 别是 S1、S2、S3 和 S4。测试程序中,仿真开始显示数字”0”,按下 S1 则显示 1,按下 S2 则显 示 2,以此类推。 4.下面是程序,其中按键检测原理是借用吴鸿坚按键检测的思想。数码管显示就是普通的动 态扫描,程序代码如下: #include <reg52.h> typedef unsigned char uint8; typedef unsigned short int uint16; sbit SEG_A = P2^0; sbit SEG_B = P2^1; sbit SEG_C = P2^2; sbit SEG_D = P2^3; sbit KeyCom = P1^0; //按键公共端 IO
{ Key2TimeCont = 0; KeyLock = 1; KeyCode = 2;
} } else if(KeyLock==0&&num==5) {
Key3TimeCont++; if(Key3TimeCont>KeyDelayTime) {
Key3TimeCont = 0; KeyLock = 1; KeyCode = 3; } } else if(KeyLock==0&&num==7) { Key4TimeCont++; if(Key4TimeCont>KeyDelayTime) { Key4TimeCont = 0; KeyLock = 1; KeyCode = 4; } } num++; if(num>7) num = 0; }
break; case 3:
SegShow4=3; KeyCode = 0; break; case 4: SegShow4=4; KeyCode = 0; break; } } }
void Timer0_Isr() interrupt 1 {
TF0 = 0; TR0 = 0;
Key_Dispaly_Driver();
uint8 SegShow1; uint8 SegShow2; uint8 SegShow3; uint8 SegShow4;
#define KeyDelayTime 5 uint8 KeyCode = 0;
uint8 code Tab[]= //共阳极数码管段码 {
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90, //"0~9" 0xBF,0x8C,0xFF,0x88,0xAF //10"-",11"P",12"空",13"A",14"r" };
{
Key1TimeCont = 0; //计数清零,下次好用
KeyLock = 1; //自锁
KeyCode = 1; //按键值为 1
}
}
/******其他按键同上********/
else if(KeyLock==0&&num==3)
{
Key2TimeCont++;
if(Key2TimeCont>KeyDelayTime)
IO 口复用用于按键和数码管显示
1.在一些情况下单片机的 IO 口不够用,遇到 IO 口不够用的时候我们该怎么做呢,大家都能 想到用芯片来扩展 IO,或者用 74HC595 等来驱动数码管减少 IO 口的使用。今天,我告诉大 家不用其他芯片就能实现按键和数码管显示公用 IO 口。 2.废话不多说,先说原理图(其实电路也不是自己想到的,也是看到别人的),该电路只需用 到普通 PNP 三极管(因为我用的是共阳极数码管)和二极管 1N4148,原理图如下:
相关文档
最新文档