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：
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：
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，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
两只场效应管组成，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；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。
7、P1 口的结构及特点：⑴P1 口结构与运作
一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存；
两个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2用于读引脚；数据输出驱动电路，场效应管VT和片内上拉电阻R组成。
⑵P1 口的特点
P1 口于有内部上拉电阻，没有高阻抗输入状态，所以称为准双向口。作为输出口时，不需要再在片外拉接上拉电阻；
P1 口读引脚输入时，必须先向锁存器写入1,其原理与
P0 口相同；P1 口能驱动4个TTL负载。
& P2 口结构及特点：⑴P2 口结构与运作
一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存；
两个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2用于读引脚；
一个多路开关MUX它的一个输入来自锁存器的Q端，另一个输入来自内部地址的高8位；
数据输出驱动电路非门M,场效应管VT和片内上拉电阻
R组成
⑵P2 口的特点
P2 口用作高8位地址输出线应用时，与P0 口输出的低8位地址一起构成16位的地址总线，可以寻址64KB地址空间。
当P2 口作高8位地址输出口时，其输出锁存器原锁存的内容保持不变。作为通用I/O 口使用时，P2 口为准双向
口，功能与P1 口一样。P2 口能驱动4个TTL负载。
9、P3 口结构及特点：⑴P3 口结构组成
一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存；
3个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2 BUF3 用于读引脚和第二功能数据的缓冲输入；
数据输出驱动电路，与非门M,场效应管VT和片内上拉电阻R组成。
⑵P3 口的特点
P3 口内部有上拉电阻，不存在高阻输入状态，是一个准双向口；P3 口作第二功能的输出/输入或作通用输入时，均需将相应的锁存器置1。实际应用中，于复位后P3 口锁存器自动置1,已满足第二功能运作条件，所以可以直接进行第二功能操作；
P3 口的某位不作为第二功能使用时，则自动处于通用输
出/输入口功能，可作为通用输出/输入口使用；
作通用输出/输入口使用时，输入信号取自缓冲器BUF2的输出端，作第二功能使用时，输入信号取自缓冲器BUF3的输出端；P3 口能驱动4个TTL负载。
10、10 口锁存器操作：
10 口锁存器值与I0 口值不一定一致，应采用读锁存器- 修改-写锁存器来进行I0控制。