单片机第3章 数字输入输出端口
第3章80C51系列单片机的硬件基础知识
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图3-8 80C51单片机对外三总线构成
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四个I/O端口P0、P1、P2、P3的作用总结： P2口负责输出高8位地址， P0口以分时方式承担输出低8位地址信息和数据输入/输出的 双重任务。 P3口则作为和外设沟通的控制线， P1口可随意用作I/O口。 51系列单片机的对外三总线总结： AB(地址总线)： P2口负责高8位地址， P0口输出低8位地址。 DB(地址总线)： P0口作为8位数据输入/输出口。 CB(地址总线)： P3口作为和外设沟通的控制线。
各个子系列所含有的芯片型号及其硬件资源的区别如表3-1所示。
片内 RAM 128B 128B 128B 256B 256B 定时器/计数 中断源数量 器 2×16位 2×16位 2×16位 3×16位 3×16位 5 5 5 6 6
MCS-51系列
型号 8031
片内ROM 无 4KB掩膜ROM 4KB EPROM 无 8KB掩膜ROM
51子序列 (基本型)
8051 8751 8032 8052
52子序列 (增强型)
在不同型号的MCS-51系列单片机中，除片内存储器(ROM、RAM) 容量与种类、定时器/计数器的个数、中断源的数量有所不同外， 指令系统和芯片引脚是完全兼容的。
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80C51单片机引脚主要分为主电源引脚、外接晶体 引脚 、输入／输出引脚与控制引脚四类，以PDIP 封装的单片机为例，引脚介绍如下： 1. 主电源引脚(2条) 2. 外接晶体引脚(2条) 3. 输入/输出（I/O）引脚(32条) 4. 控制引脚(4条)
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3. 并行输入/输出端口(I/O口)
80C51片内有4个8位的I/O接口：P0、P1、P2和P3，每个I/O接 口内部都有一个8位锁存器和一个8位驱动器，既可用作输出 口，也可用作输入口。 80C51单片机没有专门的I/O口操作指令，而是把I/O口当作寄 存器使用，通过传送指令实现数据的输入和输出操作。
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。
单片机原理及接口技术
单片机原理及接口技术单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器、输入/输出端口和定时器等功能于一体的计算机系统。
它具有成本低廉、体积小巧、功耗低等优点，广泛应用于各个领域。
本文将介绍单片机的原理及接口技术。
一、单片机原理1. 单片机的组成结构单片机通常由CPU、存储器、输入/输出口、定时/计数器、中断系统等组成。
其中，CPU是单片机的核心，负责执行程序指令；存储器用于存储程序和数据；输入/输出口用于与外部设备进行数据交互；定时/计数器用于计时和计数；中断系统可以处理外部事件。
2. 单片机的工作原理单片机工作时，先从存储器中加载程序指令到CPU的指令寄存器中，然后CPU执行指令并根据需要从存储器中读取数据进行计算和操作，最后将结果写回存储器或输出到外部设备。
3. 单片机的编程语言单片机的程序可以使用汇编语言或高级语言编写。
汇编语言是一种低级语言，直接使用机器码进行编程，对硬件的控制更加精细，但编写和调试难度较大。
而高级语言（如C语言）可以将复杂的操作用简单的语句描述，易于编写和阅读，但对硬件的控制相对较弱。
二、单片机的接口技术1. 数字输入/输出接口（GPIO）GPIO是单片机与外部设备进行数字信号交互的通道。
通过配置GPIO的输入或输出状态，可以读取外部设备的状态或者输出控制信号。
GPIO的配置包括引脚的模式、电平状态和中断功能等。
应根据具体需求合理配置GPIO，以实现与外部设备的稳定通信。
2. 模拟输入/输出接口单片机通常具有模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），用于模拟信号的输入和输出。
ADC将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
而DAC则将数字信号转换为模拟信号，用于驱动模拟设备。
模拟输入/输出接口的配置需要考虑转换精度、采样率和信噪比等因素。
3. 串行通信接口串行通信接口允许单片机与其他设备进行数据交换。
常见的接口包括UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和I2C（串行外设接口），它们具有不同的通信速率和传输协议。
第三章 MSP430F149通用数字端口
PxOUT 寄存器每一位是相应引脚配置为通用 O 输出时的输出值。
0 PxOUT.0
PxOUT.x=0，输出低电平
PxOUT.x=1，输出高电平
例：
P2DIR |=BIT0+BIT2+BIT4;//将 P2.0/P2.2/P2.4 设置为输出
P2OUT |=BIT0+BIT2+BIT4;//P2.0/P2.2/P2.4 输出高电平
P6DIR |=BIT0;//P6.0 设置为输出 P6OUT |=BIT0;//P6.0 输出高电平关闭 LED 灯
P1IES &=~BIT0;//P1.0 中断上升沿触发 P1IFG &=~BIT0;//清除 P1.0 中断标志 P1IE |=BIT0;//允许 P1.0 中断 _EINT();//开放系统中断 while(1) {
P6OUT ^=(BIT0+BIT2+BIT4+BIT6);//P6.0/2/4/6 端口 LED 闪烁 for(i=0;i<50000;i++);//延时 } }
应用二：软件定时，使 P6.0 输出方波使 LED 灯闪烁。程序如下：
#include <msp430x14x.h> void main( void ) {
PxIFG.x=0，没有中断发生
PxIFG.x=1，有中断发生
注意：写 PxOUT.x、PxDIR.x 将导致相应标志位 PxIFG.x 置位；I/O 脚上的中断事件
必须保持 1.5 倍 MCLK 周期以上才能保证中断被识别并使相应标志位置位。
（7）中断触发沿选择寄存器 PxIES（x=1,2）
7 PxIES.7
应用三：在 P3.0 上产生方波，将 P3.0 与 P1.0 相连，P1.0 接收中断，在中断程序中
第3章 过程输入输出通道
；读转换值低4位地址
；读A/D转换低4位 ； 送R2 ；读转换值高8位地址 ；读A/D转换高8 位 ；送R3 ；结束
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3.3 模拟量输出通道
一、模拟量输出通道的结构
1. 共用D/A 转换器形式结构图
保持器
放大变换
通道1
微型 计算 机
D/A 接口 电路 转 换 器
多 路 开 关
保持器
放大变换
线编址，从而有过程通道与存储器独立编址、过程
通道与存储器统一编址等常用方法。
2. 间接编址方式
通过接口对过程通道进行编址，此时的通道地址 不与地址总线相连。
3.2 模拟量输入通道
模入通道的功能是对过程量（即模拟量）进行 变换、放大、采样和模/数转换，使其变为二进制数 字信号并送入计算机 。
一、模拟量输入通道的结构
(2) 器件主要结构特性和应用特性
数字量输入特性
包括码制、数据格式以及逻辑电平。
模拟输出特性
目前D/A芯片多为电流输出型
锁存特性及转换控制
有些 D/A芯片内部不带锁存器，必须外加。
参考电源
参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参量。
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三、D/A转换器与单片机的接口 1. DAC0832与8051的接口 （1） 直通方式
INC DPTR MOVX @DPTR , A DJNZ R7,LOOP CLR EX0
； 修改RAM区地址
； 修改通道号 ；启动A/D转换 ；8路未采集完，返回 ；采集完，关中断
LOOP: RETI
；中断返回
AD574（12位）与8051单片机的硬件接口电路。
8051
八、A/D转换器软件编程
CPU获取A/D转换的结果有两种办法：一是用查询、一 是用中断。
CC2530单片机原理及应用教学课件第3章
~SRAM_SIZE-1。
返回
3.1.2 存储器和映射
CODE映射一
0xFFFF Bank 0-7
(32KB FLASH)
0x8000 0x7FFF
普通区/Bank 0 (32KB FLASH)
0x0000
CC2530F256中的FLASH存储空间为256KB， 超出了8051单片机16位地址总线的寻址空间。
3.3 通用 I/O
3.3.1 功能寄存器PxSEL 3.3.2 方向寄存器PxDIR 3.3.3 配置寄存器 PxINP 教学目标：掌握CC2530通用 I/O 寄存器及其应用。
3.3 通用I/O
知识点1：I/O端口的特点、分类、设置方法 提问：I/O端口的重要特点是什么？CC2530有哪些端口？分别是多少位？ 对应哪些引脚？ 知识点2：功能选择寄存器PxSEL 提问：功能选择寄存器有什么作用？如何配置？ 知识点3：方向寄存器PxDIR 提问：方向寄存器有什么作用？如何配置？ 知识点4：寄存器应用 提问：如何控制LED闪烁
1111
=0xFFF F
信息页面映射到XDATA的地址区域为
XBANK ( 可选的32ＫＢ闪存区 ）
0x7800~0x7FFF，个只读区域，存储与芯片相
０x8000 ０x7FFF
０x7800
信息页面 （2KB）
关的信息。 8051的SFR寄存器映射的地址区域为
8051 SFR空间 8051 DATA 空间
（0x8000+SRAM_SIZE-1），从而使程序代码从RAM执行。
0：SRAM映射到CODE功能禁用;1：SRAM映射到CODE功能使能
2~0 XBANK[2:0] 000 R/W XDATA区选择，控制物理闪存存储器的哪个代码区域映射到
3单片机原理与应用(同济出版社魏鸿磊)：第三章 MCS-51单片机结构与原理
送。 中断控制系统: 用于响应中断源的中断请求； 时钟电路：为单片机产生时钟脉冲序列，使其正常工作。
DATE: 2019/6/25
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二、8051单片机引脚
电 源 引 脚 : VCC (40 脚 ) 和 VSS(20脚)分别接供电电源正极 和负极。
P2口结构与工作原理
P2口可以作为通用I/O口 使用，也可在存储器扩展时 作高位地址线使用。
当P2口作为高位地址线使 用时，多路转换开关接通“ 地址”端，从而在P2口的引 脚上输出高8位地址(A8-A15 )。
当P2口作为通用的I/O口 使用时多路转换开关接锁存 器输出端，输出过程与P1口 基本相同。
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三、并行输入/输出端口结构
P3口做通用I/O口使用
输 出 ： “ 第 二 输 出 功 能 ” 信 号线保持高电平，使与非门的 输出由锁存器输出端决定，使 输出信号由锁存器经与非门控 制场效应管的通断得到。
输入：锁存器置“1”且使“ 第二输出功能”线保持高电平 ，从而使场效应管截止，使输 入 数 据 通 过 三 态 缓 冲 器 G2 的 输 出端得到。
由于P1口只能作为通用的I/O 口使用，其输入和输出都由总 线 经 锁 存 器 控 制 ， 过 程 与 P0 口 相似。
由 于 电 路 中 已 有 上 拉 电 阻 ， 使引脚可获得高电平输出，所 以在使用时无需再外接上拉电 阻。
DATE: 2019/6/25
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三、并行输入/输出端口结构
4.EA的作用是什么？
5.RST 的作用是什么？
6.ALE 的作用是什么？
PIC端口
IO方向寄存器TRISX的介绍 IO方向寄存器TRISX的介绍
TRIS？(？为A,B,C,D或E)在Bank1 中，是PORT？的方向寄存器,例如 TRISC为PORTC的方向寄存器， TRISC的某位为0（Output），则对 （ ） 应PORTC的某位用做输出; TRISC的某位为1（Input），则对 （ ） 应PORTC的某位用做输入 输入; 输入
例题程序
延时函数
void delayms() { int i=0,j=0; for(i=0;i<100;i++) for(j=0;j<100;j++) {;} }
如果PIC的主频是4MHz的话，此函数执行 一次最多需要多长时间？如何修改此函 数使其能延时20ms？
作业题
电路如图所示，RC0到RC7共接了8个发 光二极管，编程实现各种动态效果(小灯 依次被点亮，小灯闪烁等) （看谁的效果最炫！）
PIC16F877外形 PIC16F877外形
引脚结构图
P20
PIC的通用I/O接口寄存器 PIC的通用I/O接口寄存器
33个I/O引脚归属于5个端口，这 33个引脚作为通用I/O口时，被文 件寄存器中的PORTA,PORTB到 PORTE共五个寄存器一一相对应。 要想使用PIC的引脚进行输入输 出操作，必须要设定引脚方向。
I/O端口(PORT) I/O端口(PORT)
端口是接口电路中暂时存放数据的 寄存器(Register)。 例如：外设向CPU的接口输入了
一个高电平(+5V)，则把1放到端 口中，再由CPU读取。 如果向外输出一个高电平(＋5V)， 则CPU把1放到端口中，由端口 自动向外设输出＋5V。
输出过程(Output) 输出过程(Output)
第3章MCS-51单片机的内部资源及应用
MOV P0, A ANL P0, #data ORL P0, A
（2）读端口数据方式： CPU读入的这个数据并非端口引脚线 上的数据。读端口数据可以直接读端口。例如，下面的指 令均可以从P1口输入数据，这是锁存器上的数据。
2．P2口
P2口常用做外部存储器的高8位地址 口。当不用做地址口时，P2口也可作为 通用I/O口，这时它也是一个准双向I/O 口。不必外接上拉电阻就可以驱动任何 MOS驱动电路，且只能驱动4个TTL输 入。P2口的位结构如右图所示。
3．P1口
P1口常用做通用I/O口，它也是一 个标准的准双向I/O口，不必外接上拉 电阻就可以驱动任何MOS驱动电路， 且只能驱动4个TTL输入。P1口的位结 构如右图所示。
制。
（3）中断允许控制寄存器IE （0A8H）
EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0
（3）中断允许控制寄存器IE （0A8H）
中断与子程序的最主要区别：子程序是预先安排好的，中断 是随机发生的。
中断涉及的几个环节：中断源、 中断申请、开放中断、保护 现场、中断服务、恢复现场、中断返回。
2. 中断源
中断源是指引起中断的设备或事件，或发出中断请求的源头。
3. 中断的分类
中断按功能通常可分为可屏蔽中断、非屏蔽中断和软件中断三类。 可屏蔽中断是指CPU可以通过指令来允许或屏蔽中断的请求。 非屏蔽中断是指CPU对中断请求是不可屏蔽的，一旦出现，CPU必须响应。 软件中断则是指通过相应的中断指令使CPU响应中断。
1．I/O口直接用于输入/输出
在I/O口直接用做输入/输出时，CPU既可以把它们看做数据口，也可以看 做状态口，这是由用户决定的。
STM32系列单片机原理及应用-C语言案例教程 第3章 通用输入输出的端口(GIPO)
高低由外部电路决定。
第3章 通用输入/输出（GIPO）
3.2 STM32的GPIO 工作原理
3.2.2 GPIO 口输入/输出模式
STM32的I/O有以下八种配置方式，其中1~4为输入类型，5~6为输出类型， 7~8为复用输出。
第3章 通用输入输出的端口
第3章 通用输入Βιβλιοθήκη 输出的端口3.1 GPIO 概述
GPIO是微控制器数字I/O（输入/输出）的基本模块，借助 GPIO，STM32可以对外围设备进行（如按键等）最简单、最直观 的监控。还可用于串行和并行通信、存储器扩展等。
STM32的GPIO最多有7组I/O端口：A、B、C、D、E、F、G， 每组端口16个外部引脚。每组端口都具有通用I/O、单独位设置 /位清除、I/O 中断/唤醒、复用（AF）、软件重新映射、I/O复 用与GPIO锁定机制功能。在运用这些功能时，会涉及寄存器的 操作。
高电平。当输出为“1”时，VO口的状态上拉为高电平，I/O 口由外部电路决定。 ➢ 推挽输出_OUT_PP：I/O输出0接GND， I/O输出“1”接VCC，读输入值是未知的。 ➢ 复用功能的推挽输出_AF_PP：片内外设功能（I2C的SCL、SDA）。 ➢ 复用功能的开漏输出_AF_OD：片内外设功能（TX1、MOSI、MISO、SCK、SS）。
第3章 通用输入/输出（GIPO）
3.2 STM32的GPIO 工作原理
使用GPIO主要是对相应的寄存器进行操作，每个GPIO端口具有 7组寄存器： ➢ 2 个 32 位配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH )； ➢ 2 个 32 位数据寄存器(GPIOx_IDR，GPIOx_ODR )； ➢ 1个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR )； ➢ 1个16位复位寄存器(GPIOx_BRR )； ➢ 1个32位锁定寄存器（GPIOx_LCKR）
第3章-数字输入输出端口
RST/P4.7引脚在ISP下载程序时选择是复位脚还是P4.7口，如设置成P4.7口，必须 使用外部时钟。
由AUXR1寄存器设置PCA/PWM、SPI和UART2功能是在P1口还是在P4口。AUXR1寄存器（地址 为A2H，复位值为X00000X0B）的各位定义如下：
位号
D7
D6
位名称 - PCA_P4
四种工作模式
软件配置成4种工作模式之一
STC12C5A60S2单片机的所有I/O 口均 可由软件配置成4种工作模式之一：
① 准双向口（标准8051单片机输出模式） ② 推挽输入输出 ③ 仅为输入（高阻） ④ 或开漏输出功能。 每个口的工作模式由2个控制寄存器中
的相应位控制（PnM0和PnM1， n=0,1,2,3）。
口锁存数据
2个CPU 时钟延时
Vcc
Vcc
T1
T2
T4 输入数据
Vcc T3 端口 引脚
干扰抑制滤波
准双向口工作模式下，I/O口可用作输出和输入功能而不需重新配置口线输出状态。
准双向口的主要特点
输入数据时，应先向口写1，使T4截止， 然后方可作高阻抗输入。
双向口的特点：输入时有三种状态（0、 1、高阻）。
尽量少用）
1
0 仅为输入（高阻）
1
1 开漏（Open Drain），内部上拉电阻断开，要外加上拉电阻
工作模式设置常例
1、 例如，若设置P1.7为开漏，P1.6为强推挽输入输出，P1.5 为高阻输入，P1.4、P1.3、P1.2、P1.1和P1.0为弱上拉，则可以 使用下面的代码进行设置：
MOV P1M1,#10100000B P1M1=0XA0H MOV P1M0,#11000000B P1M0=0XC0H
MSP430F249的IO端口
第3章MSP430单片机通用I/O接口I/O口是单片机控制系统对外沟通的最基本部件，从基本的键盘、LED 显示到复杂的外设芯片等，都是通过I/O口的输入、输出操作来进行读取或控制的。
为满足单片机系统对外部设备控制的需要，MSP430提供了许多功能强大、使用方便灵活的输入/输出接口。
一般来说，MSP430单片机的I/O口可分为以下几种：（1）通用数字I/O口。
用于外部电路数字逻辑信号的输入和输出。
（2）并行总线输入/输出端口。
用于外部扩展需要并行接口的存储器等芯片。
一般包括数据总线、地址总线和包括读写控制信号的控制总线等。
（3）片内设备的输入/输出端口。
如：定时器/计数器的计数脉冲输入，外部中断源信号的输入等，A/D输入、D/A输出接口，模拟比较输入端口，脉宽调制（PWM）输出端口等。
有的单片机还将LCD液晶显示器的接口也集成到单片机。
（4）串行通信接口。
用于计算机之间或者计算机和通信接口芯片之间数据交换。
如：异步串行接口（RS-232、RS-485），I2C串行接口，SPI串行接口，USB串行口等。
为了减少芯片引脚的数量以降低芯片的成本，又提供更多功能的I/O口，现在许多单片机都采用了I/O口复用技术，即端口可作为通用的I/O口使用，也可作为某个特殊功能的端口使用，用户可根据系统的实际需要来定义使用。
这样就为设计开发提供了方便，简化了单片机系统的硬件设计工作。
在MSP430系列中，不同单片机拥有的I/O口数目不同，引脚最少的MSP430F20XX只有10个可用I/O口，而功能更丰富的MSP430FG46XX拥有多达80个I/O口。
MSP430F249单片机有6组I/O口：P1~P6。
每组I/O口都有8个可以独立编程的引脚，例如P1口有8个可编程引脚，为P1.0~P1.7。
所有这些I/O 口都是双功能（有的为3功能）复用的。
其中第一功能均作为数字通用I/O 接口使用，而复用功能则分别用于中断、时钟/计数器、USCI、比较器等应用。
单片机微型计算机原理及接口技术课后习题答案3章
单片机微型计算机原理及接口技术课后习题答案3章3-1简述模型机的工作过程（就以书上举例，叙述过程，本题内容较多，明白道理即可，不需详细记住）计算机的指令执行过程分为读取指令→分析指令→执行指令→保存结果在进行计算前，应做如下工作：①用助记符号指令（汇编语言）编写程序（源程序）②用汇编软件（汇编程序）将源程序汇编成计算机能识别的机器语言程序③将数据和程序通过输入设备送入存储器中存放读取指令阶段（就以书上举例，理解过程即可）：①CPU将程序计数器PC中的内容XXH送地址寄存器AR②程序计数器PC的内容自动加1，为取下一条指令做好准备③地址寄存器AR将XXH通过地址总线AB送至存储器地址译码器译码，选中XXH 单元。
④CPU发出“读”指令⑤所选中的XXH单元中的内容由存储器送至数据总线DB上⑥经数据总线DB，CPU将读出的XXH单元中的内容送至数据寄存器DR⑦数据寄存器DR将其送至指令寄存器IR，经过译码，CPU通过控制器发出执行该条指令的控制命令。
执行指令阶段（就以书上举例，理解过程即可）与读取类似（这里从略）3-2 STC15F2K60S2单片机的存储器分为哪几个空间？中断服务程序的入口地址分别是什么？32个通用寄存器各对应哪些RAM单元？STC15F2K60S2单片机的存储器分为四个空间，分别为程序Flash存储器，数据Flash 存储器，内部数据存储器和扩展数据存储器。
中断服务程序的入口地址分别为：0003H 外部中断0中断服务程序的入口地址000BH 定时/计数器0中断服务程序的入口地址0013H 外部中断1中断服务程序的入口地址001BH 定时/计数器1中断服务程序的入口地址0023H 串行通信口1中断服务程序的入口地址002BH ADC中断服务程序的入口地址0033H 低电压检测中断服务程序的入口地址003BH PCA中断服务程序的入口地址0043H 串行通信口2中断服务程序的入口地址004BH SPI中断服务程序的入口地址0053H 外部中断2中断服务程序的入口地址005BH 外部中断3中断服务程序的入口地址0063H 定时/计数器2中断服务程序的入口地址0083H 外部中断4中断服务程序的入口地址32个通用寄存器分为寄存器组0,1,2,3，每个组8个8位的工作寄存器（R0~R7），均存在于内部数据存储器的低128字节内，范围为00H-1FH寄存器组0 R0~R7对应00H-07H寄存器组1 R0~R7对应08H-0FH寄存器组2 R0~R7对应10H-17H寄存器组3 R0~R7对应18H-1FH3-3 位地址29H，61H，7FH，E0H，F1H，各对应哪些单元的哪些位？29H——RAM位寻址区字节地址25H，对应D1位61H——RAM位寻址区字节地址2CH，对应D1位7FH——RAM位寻址区字节地址2FH，对应D7位E0H——高128字节/特殊功能寄存器SFR区，寄存器ACC(字节地址E0H)的D0位；F1H——高128字节/SFR，寄存器B(字节地址F0H)的D1位。
第三章 MSP430基本外设3(通用输入输出端口)
（General Purpose Input & Output）
本节内容
• GPIO 概述 • MSP430的GPIO 特点 • MSP430 GPIO 寄存器 • GPIO 官方库函数 • GPIO 应用示例
GPIO 概述 （1/4）
• GPIO
GPIO (General Purpose I/O)，通用输入输出端口。它是 MSP430最简单的集成外设。输入/输出端口可配置为可中 断型和不可中断型。
GPIO 寄存器（4/9）
PxREN 上拉或下拉电阻使能寄存器
PxREN寄存器中的每一位可使能或禁用相应I/O引脚的 上拉/下拉电阻。
PxREN 配置: Bit = 1: 使能上拉/下拉电阻; Bit = 0: 禁用上拉/下拉电阻。
注意：先设置上拉或下拉使能寄存器PxREN，置1使能， 使能后通过PxOUT设置上拉还是下拉。
引脚下拉
VCC R 引脚 Px.x R
GPIO 寄存器（5/9）
PxSEL 功能选择寄存器
I/O端口还具有其他片内外设功能，为减少引脚，将这 些外设功能与I/O端口引脚复用来实现。
PxSEL来选择引脚的I/O端口功能与外围模块功能。 PxSEL的配置: Bit = 0: 选择引脚为I/O端口; Bit = 1: 选择引脚为外设功能。 例：P1SEL |= 0x01; //表示P1端口的P1.0引脚设置为外 设功能
GPIO_clearInterruptFlag() // 清除中断标志位
GPIO_getInterruptStatus() // 获取中断状态 GPIO_interruptEdgeSelect() // 选择中断沿
GPIO 官方库函数（4/4）
单片机的输入／输出接口设计与实现方法
单片机的输入／输出接口设计与实现方法单片机的输入/输出接口设计与实现方法概述：单片机作为嵌入式系统的核心组件，用于控制和处理外部设备的输入和输出。
输入/输出接口的设计和实现是单片机应用中的重要环节。
本文将介绍单片机输入/输出接口的设计原理与实现方法，包括数字输入/输出接口和模拟输入/输出接口两个方面。
一、数字输入/输出接口设计与实现方法：1. 输入接口设计：数字输入接口主要包括开关输入和按键输入。
开关输入一般采用继电器或者开关电路进行连接，可以通过读取端口的电平状态来获取开关的状态信息。
按键输入通常采用矩阵按键的方式，通过扫描矩阵按键的行列，可以实现多个按键的输入。
2. 输出接口设计：数字输出接口可以用于控制各种外部设备，如LED灯、继电器等。
通过设置端口的电平状态，可以实现对外部设备的控制。
常用的数字输出方式包括推挽输出、开漏输出和PWM输出。
3. 实现方法：数字输入/输出接口的实现方法主要有两种：基于端口操作和基于中断。
基于端口操作一般通过读写特定的端口来实现输入和输出功能。
基于中断的实现方法可以通过设置中断触发条件来实现对输入信号的响应，提高系统的实时性和效率。
二、模拟输入/输出接口设计与实现方法：1. 模拟输入接口设计：模拟输入接口主要用于接收模拟量信号，如电压、电流等。
常用的模拟输入接口包括模数转换器（ADC）和电压比较器。
ADC将模拟信号转换为数字信号，可用于采集传感器信号等。
电压比较器常用于判断电压信号是否超过某一门限值。
2. 模拟输出接口设计：模拟输出接口主要用于输出模拟量信号，如驱动电机、显示器等。
常用的模拟输出接口包括数字模拟转换器（DAC）和电流输出接口。
DAC将数字信号转换为模拟信号，可用于驱动各种模拟设备。
电流输出接口可以通过改变电流值来实现对设备的控制。
3. 实现方法：模拟输入/输出接口的设计与实现通过模数转换器和数字模拟转换器来实现。
可以根据具体需求选择合适的模数转换器和数字模拟转换器，通过编程设置相关参数，实现对模拟信号的采集和输出。
单片机课件第三章输入输出端口
LED0闪烁的代码（一）
#include <reg51.h> #define LED_ON 0 #define LED_OFF 1 void delay (unsigned int i); sbit LED0 = P1 ^ 0; void main(void) { for(;;) { LED0 = LED_ON; /* Turn on LED0 */ delay(16); /* Wait for about 16*1000 clock */ LED0 = LED_OFF; /* Turn off LED0 */ delay(16); /* Wait for about 16*1000 clock */ } /* for(;;) */ } /* main */
P0、P1、P2和P3口的功能（一）
I/O（Input and Output Port）即输入输 出口，是单片机最基本也是最重要的组成 部分，主要用于数字信号的捕获和控制。 51系列单片机共有4个I/O端口，分别为 P0，P1，P2和P3。此4个端口都可以作为 单独的输入或输出口使用，即每个I/O引 脚都可以作为输入口使用，也可以作为输 出口使用。
键盘检测源代码
#include <reg5l. h> # define uchar unsigned char #define uint unsigned int void dims (void); uchar kbscan(void); void main (void) { uchar key: for(;;) { key=kbscan(); dlms(); } } void dlms (void) { uchar i; for(i=200;i>0;i--); }
单片机第4章输入输出接口P0～P3
2020/6/6
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编程如下：
CLR P1.0
；使发光二极管灭
AGA：SETB P1.1；对输入位P1.1写“1”
JB P1.1,LIG ；开关开，转LIG
SETB P1.0
；开关合上，二极管亮
SJMP AGA
LIG: CLR P1.0 ；开关开，二极管灭
SJMP AGA
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例：如图5－3所示， P1.0～ P1.3接4个发光二极管LED， P1.4～ P1.7 接4个开关，编程将开关的状态反映到发光二极管上。
DIR: MOV R0,#0
；R0存字形表偏移量
MOV R1,#01
；R1置数码表位选代码
NEXT:MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR ；查字形码表1
MOV P1,A
；送P1口输出
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MOV A,R1 MOV P3,A ；输出位选码 ACALL DAY ；延时
INC R0 RL A
P3口（P3.0～P3.7）：P3口同样是内部带上拉电阻的8位准 双向I/O口，P3口除了作为一般的I/O口使用之外，其 还具有特殊功能。
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P3 口的第二功能
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5.2 编程举例
例：设计一电路，监视某开关K，用发光二极管LED 显示开关状态，如果开关合上，LED亮；开关打开， LED熄灭。
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5.1 P0～P3端口的功能和内部结构
P0口（P0.0～P0.7）：该端口为8位准双向口，负载能力为 8高LSTTL负载。
P1口（P1.0～P1.7）：8位准双向I/O口，P1口的驱动能力为 4个LSTTL负载。
89C51单片机并行口及应用
P3口的结构 P3口是一个多功能口，结构如图，与 是 个多功能 结构如图 与P1口相比， 相 增加了与非门和缓冲器，使P3口除了有准双向口外， 还具有第 功能 还具有第二功能。
P3口第二功能 不需要程序切 换 由硬件自 换，由硬件自 动完成。
zhousun@
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P3口第二功能
zhousun@
6
P2口结构 P2口也有两种用途，一是做普通I/O 口使用，二是做高8位地址总线，与P1口相比，多 了一个转换控制部分，作为普通I/O使用时，MUX倒 向锁存器。 在使用小容量RAM时， 可以释放P2口。 口
zhousun@
7
zhousun@
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5.位操作与位域
通过位域型数据，可以方便地实现位操作也可用C 语言的位运算进行 例：将a的第三位清0 void id main(void) i ( id) { static t ti unsigned i d char h a; a=0xff; a&=~(1<<3); & (1 3) } 将a第三位取反 a^=1<<3 第三位置 位置1 a|=1<<3 | 将a第
zhousun@
位长度 32 32 32 32 8/16 1 8 16
表示范围 -2147483648~2147483647 0 4294967295 0~4294967295
-128~+127; -32768~32767 0,1 0 255 0~255 0~65535
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zhousun@
流水灯：（逻辑运算：与、或、非）
main() { unsigned char LED; LED = 0x01; while(1) { P2 =~LED; y ( ); delayms(250); if(LED == 0x80 ) LED = 0x01; else LED = LED << 1;
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P0口数据流向寄存器低位——P0DDRL
D7 P03H D6 P03L D5 P02H D4 P02L D3 P01H D2 P01L D1 P00H D0 P00L 复位值 00H
P0口数据流向寄存器高位——P0DDRH
D7 P07H D6 P07L D5 P06H D4 P06L D3 P05H D2 P05L D1 P04H D0 P04L 复位值 00H
第三章 数字输入/输出端口
3.1 标准8051的数字输入/输出端口
3.2
MSC1211的数字输入/输出端口
3.1
3.1.1
标准8051的数字输入/输出端口
8051单片机的数字输入/输出端口结构
8051单片机有4组8位I/O口：P0、P1、P2和P3口， P1、P2和P3为准双向口，P0口为双向三态输入输出口。 8051的某些I/O口复用为总线接口，即数据总线和地址 总线低8位分时使用P0口，地址总线高8位使用P2口，控 制总线使用P3口中的某些口线。 四个端口都包含一个锁存器，即特殊功能寄存器 P0～P3，一个输出驱动器和两个（P3口为3个）三态缓 冲器。这种结构在数据输出时可以锁存，但对输入信号 是不锁存的。 一般P1、P2、P3口的输出能驱动4个LS TTL输入， P0口的输出能驱动8个LS TTL输入。
读引脚
8051单片机各个端口的功能总结
P0口：地址低8位与数据线分时使用口或I/O口； P1口：按位可编程的输入输出口； P2口：PC高八位，DPTR高八位或I/O口；
P3口：双功能口，若不用第二功能，也可作一般I/O口。
复位后，各端口寄存器的值均为0FFH。
3.1.2
P2口
8051单片机应用系统的典型构成
3．在使用外部扩展存储器时，P0、P2用于访问外 部存储器，P3.6和P3.7输出/WR和/RD
2．P2口 P2口一个位的结构：
包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个 输出驱动电路和一个输出控制电路。其中，输出驱 动电路由一配有上拉电阻的FET组成。
地址 控制 读锁存器 Vcc * 上拉电阻 P2.x 内部总线 写 D CP Q Q T2
MUX
读引脚
P2口的作用
P2口可以输出地址总线的高8位（A15～A8） 或者作为通用I/O口使用。P2口作通用I/O口用 时，是一个准双向口。
选择输出功能 读锁存器 Vcc * 上拉电阻 P3.x 内部总线 写 D Q CP Q T2
读引脚
第二输入功能
P3口的第二功能
P3.0 RXD P3.1 TXD （串行输入通道） （串行输出通道）
P3.2 /INT0
P3.3 /INT1
（外中断0）
（外中断1）
P3.4 T0
P3.5 T1
（定时器0外部输入）
1．P0口 P0口一个位的结构
包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个输出驱动 电路和一个输出控制电路。其中，输出驱动电路由一对FET （场效应管）组成，其工作状态受输出控制电路的控制。
地址/数据 控制 读锁存器 Vcc T1 P0.x 内部总线 写 D CP Q Q MUX 读引脚 T2
上拉电阻的连接方法
A15～A8 A7～A0 地址总线 A15～A0
ALE 8051
地址 锁存器
EPROM 程序存储器 （最大64K） 数据总线 D7～D0
RAM或者IO口 OE WR RD
P0口 控制总线 EA PSEN WR RD
外扩总线的8051单片机系统的典型连接
3.2
MSC1211的数字输入/输出端口
1.不使用外部扩展存储器时，P0～P3口作为通用I/O口
Vcc R
8051单片机 P0.0
图3-2 上拉电阻连接方法
拉电流方式和灌电流方式
Vcc R P0.0 8051单片机 R
510Ω 510Ω LED
8051单片机 P0.0
LED
a)
b) 图3-3 拉电流方式和灌电流方式 a) 拉电流方式 b) 灌电流方式
P0口的作用： 1）用作数据总线或者地址总线低8位。 此时，P0口是真正的双向口。（AD7～AD0） 2）用作I/O。P0口用作I/O口时，是一个 准双向口。此时，应接上拉电阻。
（定时器1外部输入）
P3.6 /WR
P3.7 /RD
（外部数据存储器写选通）
（外部数据存储器读选通）
4．P1口 P1口的一个位的结构：
包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个输出驱动 电路。其中，输出驱动电路由一配有上拉电阻的FET组成。
读锁存器
Vcc
*
上拉电阻 P1.x
内部总线 写
D Q CP Q T2
通过硬件配置寄存器HCR1的EGP0（HCR1.1）和EGP23（HCR1.0） 置“1”，可以设置P0、P2和P3作为通用I/O口。硬件配置寄存器 HCR1中有关的位定义如下:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
DBLSEL1
DBLSEL0
ABLSEL1
ABLSEL0
DAB
DDB
EGP0
EGP23
EGP0，设置P0口是否作为通用I/O。 0：P0用于访问外部存储器。 1：P0作为通用I/O（默认）。 EGP23，设置P2和P3口是否作为通用I/O。 0：P2用于访问外部存储器，P3.6和P3.7用作/WR和/RD。 1：P2和P3用于通用I/O（默认）。
2. I/O端口寄存器（3个）
端口类型设置
PxyH PxyL 输入/输出模式
0
0 1 1
0பைடு நூலகம்
1 0 1
标准8051（兼容）模式
CMOS输出模式 开漏极输出模式 输入模式
其中x=0,1,2,3；y=0,1,2,3,4,5,6,7。如当P12H=1且P12L=1时，则将P1.2设置 为“输入模式”。标准8051模式是MSC1211默认的输入/输出模式。MSC1211在端口 内部集成了一个10KΩ 上拉电阻和一个NMOS管，提高了端口的驱动能力。输入缓冲 器为施密特触发器，可以减小输入信号的噪声。
注意：P2口已当作地址总线口使用时，由于 访问外部存储器的操作不断，P2口不断送出高8位 地址，故此时P2口不能再作通用I/O口使用。
3．P3口 P3口一个位结构：
包括一个输出锁存器，三个三态缓冲器，一个输出驱 动电路和一个输出控制电路。其中，输出驱动电路由一配 有上拉电阻的FET组成。P3口具有第二功能。