单片机端口
mcs-51单片机的引脚和输入输出端口
MCS-51单片机的引脚和输入输出端口MCS-51有4组8位I/O口，共占用32个引脚：P0、P1、P2和P3口，P1、P2和P3为准双向口，P0口则为双向三态输入输出口。
●P0口（P0.0～P0.7）占用32～39脚；●P1口（P1.0～P1.7）占用1～8脚；●P2口（P2.0～P2.7）占用21～28脚；●P3口（P3.0～P3.7）占用10～17脚；这四个口的主要功能如下：(1) P0 口是一个8位不带内部上拉电阻的漏极开路型准双向I／O口，因此该口输出时需外接上拉电阻，而P1 、P2 和P3口都是带内部上拉电阻的8位双向I／O口。
(2) 在访问片外ROM时，P0口分时兼作数据总线和低8位地址线；P2口作高位地址线。
(3) 内部带程序存储器的芯片，在EPROM编程和程序验证时，P1输入低8位地址，P2输入高8位地址，P0输入指令代码。
（注：P1、P2作输入口时，必须要使每位先置“1”，才能读入外部数据。
）(4) P3口除作双向I／0口外还兼有专用功能。
P0口和P2口：图1为P0口和P2口其中一位的电路图，由图可见，电路中包含一个数据输出锁存器和两个三态数据输入缓冲器，另外还有一个数据输出的驱动和控制电路。
这两组口线用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口，而不能像P1、P3直接用作输出口。
它们一起可以作为外部地址总线，P0口身兼两职，既可作为地址总线，也可作为数据总线。
P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。
外部的程序存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，因为216=64k，所以8051最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器P1口：图2为P1口其中一位的电路图，P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口，当作为输入口时，1写入锁存器，Q(非)=0，T2截止，内上拉电阻将电位拉至1，此时该口输出为1，当0写入锁存器，Q(非)=1,T2导通，输出则为0。
单片机IO口定义
单片机I/O口定义I/O端口又称为I/O接口，也叫做I/O通道或I/O通道。
I/O端口是MCS-51单片机对外部实现控制和信息交换的必经之路，是一个过渡的集成电路，用于信息传送过程中的速度匹配和增强它的负载能力。
I/O端口右串行和并行之分，串行I/O端口一次只能传送一位二进制信息，并行I/O端口一次可以传送一组(8位)二进制信息。
并行I/O端口8051有四个并行I/O端口，分别命名为P0、P1、P2和P3，在这四个并行I/O端口中，每个端口都有双向I/O功能。
即CPU即可以从四个并行I/O端口中的任何一个输出数据，又可以从它们那里输入数据。
每个I/O端口内部都有一个8位数据输出锁存器和一个8位数据输入缓冲器，四个数据输出锁存器和端口号P0、P1、P2和P3同名，皆为特殊功能寄存器SFR中的一个。
因此，CPU数据从并行I/O端口输出时可以得到锁存，数据输入时可以得到缓冲。
四个并行I/O端口在结构上并不相同，因此它们在功能和用途上的差异较大。
P0口和P2口内部均有一个受控制器控制的二选一选择电路，故它们除可以用作通用I/O口外，还具有特殊的功能。
例如：P0可以输出片外存储器的低八位地址码和读写数据，P2口可以输出片外存储器的高八位地址码，等等。
P1口常作为通用I/O口使用，为CPU传送用户数据；P3口除可以作为通用I/O口使用外，还具有第二功能。
在四个并行I/O端口中，只有P0口是真正的双向I/O口，故它具有较大的负载能力，最多可以推动8个LSTTL门，其余3个I/O口是准双向I/O口，只能推动4个LSTTL门。
四个并行I/O端口作为通用I/O使用时，共有写端口、读端口和读引脚三种操作方式，写端口实际上是输出数据，是把累加器A或其他寄存器中的数据传送到端口锁存器中，然后由端口自动从端口引脚线上输出。
读端口不是真正的从外部输入数据，而是把端口锁存器中的输出数据读到CPU的累加器A中。
读引脚才是真正的输入外部数据的操作，是从端口引脚线上读入外部的输入数据。
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。
单片机读端口与读引脚的区别
单片机读端口与读引脚的区别
把I/O口作为输入口使用时，是“读引脚”，不同于“读端口”。
注意，读端口的“口”
不是P0口、P1口的“口”，而是锁存器的Q端口，也就是读锁存器Q端的输出信号然后送
三态缓冲器输入，经过缓冲器输出到单片机内部总线。
而读引脚则是直接把芯片引脚上
的外部数据，经过三态缓冲器把数据放到内部总线。
例如，用MOV进行读引脚操作：
MOV P1,0FFH ；注意首先把P1引脚置为高电平
MOV A,P1 ；P1作为输入口，读P1口信号到A
编程时须先置I/O口引脚为高电平的原因如下（请查看口电路结构图）：
51单片机的P0口是双向口，P1~3口是准双向口，其I/O口引脚都和单片机内部的场效应管
FET漏极连接。
首先我们不妨假设init时引脚为低电平（我不知道单片机reset时
引脚缺省电平是低还是高?还是不定？），即FET漏极为低电平，因为此时FET是导通的，
所以无论外部输入1还是0，都会产生拉电流，拉为低电平，从而无法正确判断外部输入
的是1还是0.严重的话，如果拉电流过大，还可能烧坏FET。
因此，init时只好将引脚设为高电平，例如MOV P1,0FFH，由单片机口电路的结构图可以
看出，这条指令的内部电路逻辑是这样的：
先把0FFH放到内部总线，锁存器输入端（D端）从内部总线取数据，锁存，然
后从Q非端输出到FET栅极，显然此时Q非为0，FET截止，通过漏极上拉电阻输出高电平，
不会影响外部输入电平（相当于和外部输入逻辑与）。
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。
单片机输入输出引脚
输入/输出引脚
MCS-51系列单片机有P0、P1、P2和P3共4组I/O接口，每组接口又有8个引脚:P0端口引脚P0.0~P0.7，P1端口引脚P1.0~P1.7，P2端口引脚P2.0~P2.7，P3端口引脚P3.0~P3.7。
这4组接口既可用作输入端口将外部信号输入单片机，也可以用作输出端口将信号从单片机内输出。
另外，这些接口还具有一些其他功能，具体说明如下。
P0端口(32~39脚)的功能有:输入8路信号，输出8路信号，用作8位数据总线，或用作16位地址总线中的低8位地址总线。
P1端口(1~8脚)的功能有:输入8路信号，输出8路信号。
P2端口(21~28脚)的功能有:输入8路信号，输出8路信号，用作16位地址总线中的高8位地址总线。
P3端口(10~17脚)的功能有:输入8路信号，输出8路信号。
P3端口的8个引脚还具有其他功能，具体说明如下。
P3.0:用作串行数据输入端(RXD)。
P3.1:用作串行数据输出端(TXD)。
P3.2:用作外部中断0请求信号输入端(INTO)。
P3.3:用作外部中断1请求信号输入端(INTI)。
P3.4: 用作定时器/计数器TO的外部脉冲信号输入端(TO)。
P3.5:用作定时器/计数器T1的外部脉冲信号输入端(T1)。
P3.6:该端在写片外RAM时，输出写控制信号(WR)。
P3.7:该端在读片外RAM时，输出读控制信号(RD)。
P0、P1、P2、P3端口具有多种功能，具体应用哪一种功能，由单片
机内部的程序来决定。
需要注意的是，在某一时刻，端口的某一引脚只能用作一种功能。
51单片机的基本端口
51单片机的基本端口单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器核心、存储器、I/O端口和各种外设接口等功能。
其中，基本端口是单片机最常用的功能之一，用于与外部设备进行数据交互和信号传输。
本文将介绍51单片机的基本端口及其使用方法。
一、引脚功能51单片机的引脚一共有40个，其中包括了多个基本端口引脚。
这些引脚的功能可以根据实际需要进行配置，比如作为输入端口、输出端口、中断源等。
以下是常用的几个基本端口引脚和其功能描述：1. P0口：P0.0~P0.7分别对应引脚号32~39，可用作通用I/O端口。
默认情况下，P0口是上拉输入模式，需要通过对应的寄存器设置为输出模式。
2. P1口：P1.0~P1.7分别对应引脚号1~7和40，同样可用作通用I/O端口。
在默认情况下，P1口是上拉输入模式，也需要通过寄存器进行配置。
3. P2口：P2.0~P2.7分别对应引脚号21~28，是可编程的8位I/O端口。
与P0和P1不同，P2口默认是输出模式，不需要进行配置。
二、使用方法在使用51单片机的基本端口之前，需要理解相关的寄存器和位控制。
以下是基本的使用方法：1. 配置端口模式：通过相应的寄存器设置，将需要使用的引脚设置为输入模式或输出模式。
2. 引脚输入：通过读取相应端口的寄存器，可以获取引脚的输入状态。
3. 引脚输出：通过写入相应端口的寄存器，可以控制引脚的输出状态。
4. 端口中断：通过对应的中断使能设置，可以使端口引脚成为一个中断源，触发中断服务程序。
需要注意的是，在编写代码时，应根据实际需要选择合适的端口和引脚进行配置和操作，以达到所需的功能。
三、示例代码下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用51单片机的基本端口来控制LED灯的亮灭：```c#include <reg52.h>sbit LED = P1^0; // 将P1.0引脚定义为LEDvoid delay(unsigned int count){unsigned int i, j;for(i = 0; i < count; i++)for(j = 0; j < 1000; j++);}void main(){while(1){LED = 0; // LED亮delay(1000); // 延时LED = 1; // LED灭delay(1000); // 延时}}```通过以上示例代码，可以看到将P1.0引脚定义为LED，并通过改变LED引脚的输出状态来控制LED的亮灭。
单片机IO端口工作原理
单片机IO端口工作原理在单片机内部，每一个IO端口都对应着一个寄存器，该寄存器称为IO口寄存器，用于控制该IO端口的输入输出状态。
IO口寄存器通常是一个8位或16位的寄存器，每一位对应一个IO端口。
单片机的IO端口工作原理如下：1.输入方式：当一些端口被设置为输入模式时，它可以接收外部信号。
在输入模式下，该端口的电平状态可以被单片机读取到。
通常通过设置IO口寄存器的相应位来控制端口的输入模式。
在输入模式下，可以通过查询或中断方式读取IO端口的状态。
2.输出方式：当一些端口被设置为输出模式时，它可以向外部设备发送信号。
在输出模式下，可以通过设置IO口寄存器相应位的值来控制端口的输出电平状态。
高电平和低电平对应着不同的输出状态，可以通过操作寄存器来改变IO端口的电平状态。
3.端口模式设置：针对每一个IO端口，单片机提供了相应的寄存器来设置其工作模式。
通常包括输入模式、输出模式、上拉模式和下拉模式等。
输入模式和输出模式可以通过设置IO口寄存器的相应位来实现，上拉模式和下拉模式则需要通过设置其他寄存器或器件来实现。
4.状态改变：在一些情况下，IO端口的状态可能发生改变，如按键按下、外部信号触发等。
这时候可以通过查询或中断的方式来获取IO端口的状态变化，然后进行相应的处理。
5.外部设备连接：IO端口通常通过引脚连接到外部设备，如按键、LED灯、LCD显示屏、电机等。
通过IO端口的输出控制可以实现对外部设备的控制，通过IO端口的输入可以获取外部设备的状态。
总之，单片机IO端口通过IO口寄存器进行控制，可以实现与外部设备的信息交换和控制。
通过设置端口的输入输出模式，可以实现数据的输入和输出。
通过查询或中断的方式，可以实时获取IO端口的状态变化。
通过连接外部设备，可以实现对其控制和监测。
单片机串行口IO端口扩展介绍
08
检查串行口IO端 口的电源供应是
否正常
09
检查串行口IO端 口的接地是否正
确
10
检查串行口IO端 口的抗干扰措施
是否正确
串行口IO端口扩展应 用案例
实际应用场景
智能家居：通过串行口IO端口扩展，实现对家电 设备的远程控制和监测。
工业自动化：通过串行口IO端口扩展，实现对工 业设备的远程监控和操作。
单片机与网络设备通信：通过串行口扩展IO端口，实现 单片机与网络设备的通信，实现网络控制和数据传输。
串行口IO端口扩展硬 件设计
硬件结构设计
单片机串行口IO端口 扩展硬件主要包括单 片机、串行口、IO端 口扩展芯片等部分。
IO端口扩展芯片负责 将单片机的IO端口进 行扩展，增加硬件的
IO端口数量。
利用单片机的IO 端口进行扩展
使用串行口扩展 板进行扩展
扩展应用实例
单片机与传感器通信：通过串行口扩展IO端口，实现单 片机与各种传感器的通信。
单片机与显示屏通信：通过串行口扩展IO端口，实现单 片机与显示屏的通信，显示各种信息。
单片机与无线模块通信：通过串行口扩展IO端口，实现 单片机与无线模块的通信，实现无线数据传输。
端口扩展程序
1 端口扫描：检测可用端口并进行编号 2 端口配置：设置端口参数，如波特率、数据位、停止位等 3 数据收发：实现数据的接收和发送 4 错误处理：检测并处理通信错误，如超时、数据丢失等 5 端口管理：实现端口的添加、删除、修改等操作 6 用户界面：提供友好的用户界面，方便用户操作和查看端口状态
校验方式等
串行通信接口：用于连 接串行设备的物理接口
串行通信波特率：数据 传输的速率，单位为bps
单片机端口操作方法
单片机端口操作方法
单片机的端口操作方法可以通过寄存器修改端口的状态。
以下是常见的几种端口操作方法：
1. 设置端口为输入或输出：通过修改相应的方向寄存器（如TRIS），可以配置端口为输入或输出。
将方向寄存器的对应位设为1，表示输入；设为0，表示输出。
2. 读取端口状态：可以通过读取端口寄存器（如PORT）来获取端口的当前状态。
读取端口寄存器将返回端口的逻辑状态，可以用于判断输入电平。
3. 设置端口状态：可以通过修改端口寄存器来设置端口的输出状态。
将端口寄存器的对应位设为1，表示将端口设置为高电平；设为0，表示将端口设置为低电平。
4. 反转端口状态：某些单片机提供了反转端口状态的功能。
通过修改反向寄存器（如INV）中的相应位，可以将端口状态反转。
需要注意的是，具体的端口操作方法要根据所使用的单片机型号和开发环境而定，以上只是一般的操作方法。
在编程时，可以参考相关的单片机手册或编程指导来确定具体的端口操作方法。
单片机IO端口工作原理
单片机IO端口工作原理单片机(IO)端口工作原理是指单片机芯片中用来与外部输入输出设备进行数据交换的控制引脚，它可以将外部数据引入到单片机内部进行处理，或者将单片机内部处理的数据输出到外部设备上。
常用的单片机(IO)端口包括P0、P1、P2和P3等。
其中，P0端口是8051系列单片机中最常用的IO端口之一、它具有三种工作模式：漏极开路模式、推挽模式和准双向口模式。
首先，漏极开路模式是指P0端口作为输入端口时，引脚处于高阻态。
这时，外部设备通过给引脚上拉或下拉来实现输入，单片机通过读取引脚的状态来获取外部输入的数据。
当P0端口作为输出端口时，引脚采用的是开漏输出的方式，即输出1时，引脚处于高阻态；输出0时，引脚处于低电平态。
这种模式下，输出引脚需要连接外部上拉电阻或二极管来实现高电平输出。
其次，推挽模式是指P0端口既可以作为输入端口，也可以作为输出端口。
当P0端口作为输入端口时，引脚需要通过外部上拉或下拉电阻来实现输入；当P0端口作为输出端口时，引脚采用的是推挽输出方式，输出1时，引脚处于高电平态；输出0时，引脚处于低电平态。
这种模式下，引脚无需连接外部上拉电阻。
最后，准双向口模式是指P0端口同时具有输入和输出的功能。
当P0端口作为输入端口时，引脚通过外部上拉或下拉电阻来实现输入；当P0端口作为输出端口时，引脚采用的是推挽输出方式，输出1时，引脚处于高电平态；输出0时，引脚处于低电平态。
这种模式下，输入和输出的数据通过引脚上的跳线帽来选择输入还是输出。
除了以上三种工作模式，P0端口还可以通过连接外部上拉电阻来实现上拉电阻功能。
上拉电阻可以在引脚上提供一个默认的高电平，当引脚未被外部设备拉低时，引脚处于高电平状态。
这种方式主要用于消除外部干扰。
总之，单片机IO端口工作原理涉及漏极开路、推挽、上拉电阻和准双向口等多种方式，通过选择不同工作模式和引脚连接方式来实现数据的输入和输出功能。
开发人员可以根据具体的应用需求选择合适的工作模式和连接方式。
单片机输入输出端口
for(i=0;i<10;i++)
{ PORTC=k=0x01; // 每次循环不要忘记k赋初始值
for(j=1;j<=4;j++) // 共需要刷新四个数码管位置
{ PORTC=k; //设置要点亮的位置
PORTB=TableNumber[Number[j]]; //设置字形
delay10ms(1); // 延时显示字形,造成视觉暂留现象
// 设置用于ICD2调试
void main(void)
{ int Data=2913;
SEG_BITSEL_PORT_DIR=0x00; // 位选方向寄存器
SEG_FONT_PORT_DIR=0x00; // 字形方向寄存器
while(1)
{
DisplayData(Data);
}
}
第 20页
第 5页
输入/输出端口原理
第 6页
输入/输出端口的相关寄存器
位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0
当B口处于输出状态时，PORTB的 内容能决定其对应引脚的电平状态。 1对应高电平，0对应低电平。
当B口处于输入状态时，外部引脚 的电平能决定其对应寄存器位的值。 高电平对应1，低电平对应0。
// KeyValue保存键值，KeyH4保存高四位,……
TRISC=0x0F; //高四位输出，低四位输入
PORTC=0x00; //高四位输出0000
asm("nop"); // 延时等待输出稳定
asm("nop"); // 延时等待输出稳定
keyL4=PORTC; // 读取低四位内容
keyL4=keyL4&0x0F; //屏蔽高四位,书写格式？
单片机中常见的接口类型及其功能介绍
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机（microcontroller）是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中，用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口（USART）：USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输，常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI（串行外围接口）：SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口，通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性，可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线，用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输，可以实现多主多从的通信方式，并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO（通用输入/输出）：GPIO接口是单片机中最常见的接口之一，用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态，可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC（模数转换器）：ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号，常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口，单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号，便于处理和分析。
3. DAC（数模转换器）：DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口，单片机可以控制外部设备的模拟量输出，如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM（脉冲宽度调制）：PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期，可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S（串行音频接口）：I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
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。
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。
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。
•1
单片机P1口输入输出实 ２、验实验要求（1)、2)为必做，3)为选做）
•11
单片机P1口输入输出实验
图３ P1端口的一位结构
•12
单片机P1口输入输出实验
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。
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 ？
•3
单片机P1口输入输出实 验
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。
单片机端口二极管钳位电流限制
单片机端口二极管钳位电流限制
单片机端口的二极管钳位电流是指当端口的输入电压超过VCC或低于地电压时，二极管会开始导通并通过电流限制器限制电流的大小。
这是因为单片机端口的IO口内部有一个保护二极管，用于保护端口免受过压或反向电压的损坏。
对于大多数单片机，二极管钳位电流限制在1-10 mA之间。
一般来说，如果电流超过了该限制，会导致端口电压下降，从而影响系统的正常工作。
因此，在设计电路时，应该注意通过合适的电阻或其他电路来限制输入或输出电流，以保证端口的正常工作。
此外，还应尽量避免将高于VCC或低于地电压的信号直接输入到单片机端口，以防止对端口二极管的钳位电流限制造成潜在的损坏或不稳定。
基于单片机的扩展8个输入端口的设计
基于单片机的扩展8个输入端口的设计一、引言单片机是一种集成电路，具有处理和控制功能。
它在各个领域中得到广泛应用，使得人们的生活更加方便和智能化。
扩展输入端口是在单片机的基础上，通过外部电路来扩展输入的数量，从而满足更多的需求。
本文将详细介绍基于单片机的扩展8个输入端口的设计。
二、设计原理1.单片机基本原理单片机是由中央处理器、存储器、输入/输出接口和时钟电路等组成。
它通过输入接口接收外部信号，并通过处理器进行相关的计算和判断，最后通过输出接口将结果反馈给外部设备。
2.扩展输入端口原理通过添加外部电路，将外部的输入信号转换为单片机可以处理的信号格式。
常见的扩展输入端口电路包括开关电路、传感器电路等。
通过这些电路，可以将外部的输入信号通过中间转换装置，如模数转换器等，转换成单片机可以处理的数字信号。
三、设计实施1.硬件设计本设计采用与IC喷墨打印机中常用的扩展输入端口设计电路。
该电路采用74LS138译码器芯片，共8个输入端口。
其引脚接法如下：-输入端口：将外部输入信号通过触发器输入至74LS138译码器的3个地址输入端口，将其他2个地址输入引脚接地。
-使能端口：使用其中一个地址输入引脚作为使能端口，接单片机的使能端口。
-输出端口：将74LS138译码器的3个输出端口接至单片机的GPIO端口，实现将输入信号通过单片机处理后的输出。
2.软件设计本设计采用C语言进行单片机编程，以ATmega328P为例。
设计的软件主要包括以下几个方面：-初始化：对单片机的GPIO端口进行初始化，设置为输入端口。
- 读取输入信号：通过GPIO端口读取外部输入信号，判断外部输入信号的状态（高电平or低电平）。
-信号处理：根据读取到的输入信号，进行相关的计算和判断，例如闹钟设置等。
-输出处理结果：将处理的结果通过GPIO端口输出，例如驱动LED灯亮起。
四、实验测试与结果分析通过实验，可以验证扩展输入端口的设计是否成功。
将8个外部输入信号接入扩展输入端口，通过程序读取外部输入信号的状态，并进行相应的处理，最后将处理结果通过单片机的输出端口输出。
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2.1MCS-51单片机基本结构在学习单片机的内部结构之前,先了解下现在正在使用的计算机的几大组成部，计算机有五个组成部份：运算器：用于实现算术和逻辑运算。
计算机的运算和处理都在这里进行；控制器：是计算机的控制指挥部件,使计算机各部份能自动协调的工作；存储器：用于存放程序和数据，又分为内存储器和外存储器；输入设备：用于将程序和数据输入到计算机；输出设备：用于把计算机数据，计算或加工的结果以用户需要的形式显示或保存；通常把运算器和控制器合在一起称为中央处理器（Central Processing Unit）,简称CPU。
而把外存储器、输入设备和输出设备合在一起称之为计算机的外部设备。
2.1.1MCS-51单片机结构简介单片机（Microcontroller，又称微控制器）是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。
这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
典型的MCS-51系列单片机由下图2.1所示的器件组成：图2.1 MCS-51单片机结构框图●中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
●数据存储器(RAM)：8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
●程序存储器(ROM)：8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
●定时/计数器：8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
●并行输入输出(I/O)口：8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
●全双工串行口：8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
●中断系统：8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
●时钟电路：8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。
2.1.2MCS-51单片机内部结构单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。
INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
图2.2是MCS-51系列单片机的内部结构示意图。
图2.2 MCS-51系列单片机的内部结构图MCS-51系列单片机的基本性能完全相同，其特点如下：●8位CPU；●片内振荡器及时钟电路；●32根I/O线；●外部存储器寻址范围ROM、RAM各64K；●2个16位的定时器/计数器；●5个中断源，2个中断优先级；●全双工串行口；●布尔处理器。
2.2MCS-51单片机引脚功能MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布如图2.3：图2.3 MCS-51单片机引脚分布图引脚的功能简要说明如下：1．电源引脚VCC和GNDVCC（40）：电源端，+5V输入。
GND（20）：接地端。
2．时钟电路引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（19）：片内振荡电路的输入端。
XTAL2（18）：片内振荡电路的输出端。
8051的时钟有两种方式，一种是片内时钟方式，需在18和19脚外接石英晶体(2-12MHz)和振荡电容，振荡电容的值一般取10pF-30Pf；另外一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入；如图2.4a.内部时钟方式b.外部时钟方式图2.4 8051的时钟方式3．控制信号引脚RST、ALE、PSEN和EARESET/Vpd（9）复位信号复用端：当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。
初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。
RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H 地址开始执行程序。
然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态。
8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见图2.5。
a.上电自动复位b.手动复位图2.5 8051复位电路此外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电期间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。
ALE/PROG（30）地址锁存允许信号端：ALE/PROG当访问外部程序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。
而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。
更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。
如果单片机带有片内EPROM，在编程其间，将用于输入编程脉冲。
PSEN（29）程序存储允许输出信号端：当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。
EA/Vpp（31）内外部程序存储器选通端：EA/Vpp，8051和8751单片机，内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。
如EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。
显然，对内部无程序存储器的8031,EA端必须接地。
在对片内ROM编程时，EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。
4．输入输出口8051有4组8位I/O口：P0、P1、P2和P3口，P1、P2和P3为准双向口，P0口则为双向三态输入输出口，下面分别介绍这几个口线：1>P0端口（P0.0-P0.7）：P0口是8位双向三态输入/输出接口，如图2.6（a），P0口其中一位的电路图。
P0口既可作地址/数据总线使用，又可作通用I/O口用。
连接外部存储器时，P0口一方面作为8位数据输入/输出口，另一方面用来输出外部存储器的低8位地址。
作输出口时，输出漏极开路，驱动NMOS电路时应外接上拉电阻；作输入口之前，应先向锁存器写1，使输出的两个场效应管均关断，引脚处于“浮空”状态，这样才能做到高阻输入，以保证输入数据的正确。
正是由于该端口用作I/O口，输入时应先写1，故称为准双向口。
当PO口作地址/数据总线使用时，就不能再把它当通用I/O使用。
（a）P0口位结构（b）P1口位结构（c）P2口位结构（d）P3口位结构图2.6 输入输出口位结构图2>P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是8位准双向口，作通用输入/输出口使用，如图2.6（b）所示。
在输出驱动部分，P1口有别于P0口，它接有内部上拉电阻。
P1口的每一位可以独立地定义为输入或者输出，因此，P1口既可以作为8位并行输入/输出口，又可作为8位输入/输出端。
CPU既可以对P1口进行字节操作，又可以进行位操作。
当作输入方式时，该位的锁存器必须预写1。
3>P2端口（P2.0-P2.7）：P2口是8位准双向输入/输出接口，如图2.6（c）所示。
P2口可作通用I/O口使用，与P0口相同，当外接程序存储器时，P2口给出地址的高8位，此时不能作通用I/O口。
当外接数据存储时，若RAM小于256B，用R0、R1作间接寄存器，只需P0口送出地址低8位，P2口可以用作通用I/O口；若RAM大于256B，必须用16位寄存器DPTR作间址寄存器，则P2口只能在一定限度内作一般I/O使用。
4>P3端口（P3.0-P3.7）：P3口也是一个8位的准双向输入/输出接口，如图2.6（d）所示。
它具有多种功能。
一方面与P1口一样作为一般准双向输入/输出接口，具有字节操作和位操作二种工作方式；另一方面8条输入/输出线可以独立地作为串行输入/输出口和其它控制信号线。
P3端口用于一些特殊功能，具体的第二功能定义表2－1。
5>P0—P0口的每一位输出可驱动8个LS TTL输入，但把它当通用口使用时，输出级是开漏电路，故用它驱动NMOS输入时需外接上拉电阻；把它当地址/数据总线时，则无需接外部上拉电阻。
P1—P3口的输出级接有内部上拉电阻，它们的每一位输出可驱动4个LS TTL输入。
CHMOS端口只能提供几毫安的输出电流，故当作为输出口去驱动一个普通晶体管的基极时，应在端口与晶体管基极间串联一个电阻，以限制高电平输出时的电流。
2.3 输入/输出实例流水灯硬件电路描述如下：8051单片机的P1口的P1.0—P1.7分别接有LED(D1—D8)，当某一端口输出为“0”时，相应的LED点亮，P0.2、P0.3、P0.4、P0.5 分别接有四个按钮K1--K4，按下按钮时，相应引脚被接地。
现要求编写可键控的流水灯程序，当K1按下时，开始流动，K2按下时停止流动，全部灯灭，K3使灯由D1往D8流动，K4使灯由D8往D1流动。
2.3.1硬件设计分析通过对流水灯题目要求的分析，LED阳极连接正向电压，阴极连接P1端口。
当P1端口输出“0”时，LED上为正向电压，LED点亮；当P1端口输出“1”时，LED上无压差，LED 熄灭；为了防止LED过流烧毁，需串联限流电阻，限流电阻越小LED越亮，也容易烧毁。
按钮连接在P0口上，当查询按钮状态时，如果按钮按下，其状态为“0”；如果按钮未按下，由于P0口无内部上拉电阻，端口悬浮，其状态不确定，所以在电路中，需要外部uchar Key(){ //按键判断函数，无按键按下返回0，否则返回键值。
uchar KeyV;uchar tmp;P0=P0|0x3c; //四个按键所接位置KeyV=P0;if((KeyV|0xc3)= =0xff) //无键按下return(0);mDelay(10); //延时，去键抖KeyV=P0;if((KeyV|0xc3)= =0xff)return(0);else{for(;;){tmp=P0;if((tmp|0xc3)==0xff)break;}return(KeyV);}}void main(){unsigned char OutData=0xfe;bit UpDown=0;bit Start=0;uchar KValue;for(;;){KValue=Key();switch (KValue){case 0xfb: //P0.2=0,Start{Start=1;break;}case 0xf7: //P0.3=0,Stop{Start=0;break;}case 0xef: //P0.4=0 Up{UpDown=1;break;}case 0xdf: //P0.5=0 Down{UpDown=0;break;}}if(Start){if(UpDown)OutData=_crol_(OutData,1);elseOutData=_cror_(OutData,1);P1=OutData;}elseP1=0xff; //否则灯全灭mDelay(1000);}}2.3.3程序分析1.“文件包含”处理#include "reg51.h"#include "intrins.h"程序的第一行是一个“文件包含”处理。