51系列单片机P0端口具体讲解

有关单片机P0口具体讲解

图1

(一)在我们讲解P0端口之前我们首先梳理一下各个端口有什

么不同之处：

P0口有三个功能：

1、外部扩展存储器时,当做数据（Data）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(Address)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（后面将详细介绍）。

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（如图1中的A8~A15为地址总线接口）

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。

图2（注：该图只是P0口的一位，也就是说P0口有8个相同的这样的结构）

图3

(二)由图2可以看出每个P0口都有这些元件：

一个锁存器，两个三态输入缓冲器和一个输出驱动电路组成

在访问外部存储器时，P0是一个真正的双向口，当P0输出地址/数据信息时，CPU内部法控制电平“1”来打开上面的与门，又使模拟开关MUX把地址/数据信息经过反相器和T1接通（我们称上面的场效应晶体管FET为T1，下面的场效应管FET为T2）；

输出的地址/数据信息既通过与门去驱动T1，又通过反相器去驱动T2，是两个FET构成推拉输出电路；

1.当P0口作为外部扩展存储器的数据地址总线时：

●若地址数据信息为“0”，那么这个信号就使得T1截止，使T2导通（经过反反相器作

用使得T2接收到的信号为“1”，根据场效应晶体管的特性，T2导通），若T2导通，那么T2的上下两个N极就导通，而发射极（下面的N极）接地信号则为“0”，这样P0口就相当于接收到了“0”信号；

●若地址数据信息输入“1”，则该信号使T2截止，使T1导通，在T1导通情况下，T1

的上下N极导通，使得VCC与P0相同，从而输出高电平，即“1”信号；

●若从P0口输入信号，信号从引脚通过输入缓冲器进入内部总线；

2.当P0口作为一般I/O口使用时：

●CPU内部发布控制信号“0”，封锁与门，使得T1截止，同时使模拟开关MUX把锁存

器的非Q端与T2端的栅极接通；

●在P0口作为输出时，由于非Q端和T2的倒相作用，那么内部总线上的信息与到达P0

口上的信息是同相的，只要写脉冲加到锁存器的CL端，内部总线上的信息就会P0的引脚上；

●但是由于此时T2为漏极开路输出，所以要外接上拉电阻。

当P0作为输入时，由于该信号既加到T2又加到下面的三态缓冲器。现在我们假设我们刚刚输出的信号为“0”，也就是输入锁存器的数据为“0”，经过非Q达到T2使T2导通，这样P0引脚上的信号就被T2钳在“0”电平上，这样就使输入的“1”无法读入。那么我们就必须在输入信号前，应该先向锁存器Q端写“1”，非Q就为“0”，使T2截止，这就是所谓的“准双向口”的解释。但是在访问片外存储器时，CPU会自动向锁存器Q写入“1”，所以对用户而言P0口作为数据/地址总线时，是一个真正的双向口。