第五章 IO端口
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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。
第五章通用和复用功能IO口1.引言通用和复用功能IO口是现代数字电路设计中的重要组成部分。
它们允许电路与外部设备进行通信和控制,实现数据的输入、输出和处理。
在本章中,我们将介绍通用和复用功能IO口的基本原理和应用。
通用功能IO口是一种通用的输入/输出接口,可以通过软件来配置不同的功能。
它可以被用作输入口,用来读取外部设备的状态;也可以被用作输出口,用来控制外部设备的运行。
通用功能IO口通常由一组引脚组成,每个引脚都可以配置为不同的功能。
通过编程的方式,我们可以根据需要来选择引脚的功能,并进行相应的输入和输出操作。
复用功能IO口是一种多功能的输入/输出接口,可以通过硬件设置来选择不同的功能。
它通常由一个多路器和多个外设模块组成。
多路器的作用是选择不同的外设模块进行连接,从而实现不同的输入和输出功能。
使用复用功能IO口,可以有效地减少芯片上的引脚数量,提高系统的可扩展性和灵活性。
4.通用功能IO口的应用通用功能IO口广泛应用于各种数字电路设计中。
它可以连接各种外设设备,如按钮、开关、传感器、LED灯等。
通过编程的方式,我们可以读取外设的状态,并根据需要来控制外设的运行。
通用功能IO口还可以连接到其他数字电路中,实现数据的输入、输出和处理。
例如,它可以与存储器、处理器、通信接口等进行连接,实现数据的存储、处理和传输。
5.复用功能IO口的应用复用功能IO口广泛应用于嵌入式系统和通信系统中。
它可以连接各种外设设备,如显示器、触摸屏、以太网接口、USB接口等。
通过硬件设置,我们可以选择不同的外设模块进行连接,并根据需要来实现不同的输入和输出功能。
复用功能IO口还可以连接到其他模块中,实现数据的传输和处理。
例如,它可以与显示模块、通信模块等进行连接,实现图形的显示、数据的传输等。
6.小结通用和复用功能IO口是现代数字电路设计中的重要组成部分。
它们允许电路与外部设备进行通信和控制,实现数据的输入、输出和处理。
通过软件和硬件的配置,我们可以选择引脚的功能,并进行相应的输入和输出操作。
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,CLK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CLK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CLK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CLK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。