第4章项目2简单IO口控制电路的制作

a b cde f gh(dp) 实验二 I/O 口输入、输出实验一、实验目的1. 学习I/O 口的使用方法。

2. 学习延时子程序、查表程序的编写和使用。

二、实验说明本实验1通过单片机的I/O 口控制LED 的亮灭，从而观察I/O 口的输出。

实验2通过单片机的I/O 口接受按键动作信息，然后通过LED 和数码管指示。

通过本实验学生可以掌握单片机I/O 口输入输出的控制方法，同时也可以掌握单片机延时子程序、查表程序的编写和调试方法。

要求预先编写好程序并通过伟福仿真软件调试。

三、实验内容1、P0口做输出口，接八只LED (L1—L8)，编写程序，使LED 循环点亮,间隔0.5秒。

2、P1.0--P1.7作输入口接拨动开关K1—K8；P0.0--P0.7作输出口，接发光二极管L1—L8，编写程序读取开关状态，将此状态在对应的发光二极管上显示出来，同时将开关编号（1—8）显示在共阴极LED 数码管上。

编程时应注意P1作为输入口时应先置1，才能正确读入值。

四、实验电路连线P0．0 ---- L1 P1．0 ----- K1 P0．1 ---- L2 P1．1 ----- K2 P0．2 ---- L3 P1．2 ----- K3 P0．3 ---- L4 P1．3 ----- K4 P0．4 ---- L5 P1．4 ----- K5 P0．5 ---- L6 P1．5 ----- K6P0．6 ---- L7 P1．6 ----- K7 P0．7 ---- L8 P1．7 ----- K8实验1：P0口循环点灯 实验2：P1、P0口输入输出a b c d e f g h(dp)P2.0P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7实验2： 共阴极LED 数码管各段与I/O 的连接五、实验仪器和设备PC 机、WA VE 软件、仿真器+仿真头、实验板、电源等。

六、参考程序框图P1口输入/输出框图七、思考题1、实验1欲改变LED循环的方向程序应如何修改？循环的时间间隔由什么决定？写出间隔时间为1秒的延时程序并说明计算方法。

【例】已知电路如图4-5所示，要求实现： 已知电路如图4 所示，要求实现： S0单独按下 单独按下， ① S0单独按下，
红灯亮,其余灯灭； 红灯亮,其余灯灭；
② S1单独按下， S1单独按下 单独按下，
绿灯亮,其余灯灭； 绿灯亮,其余灯灭； 灯灭
其余情况， ③ 其余情况，
黄灯亮。 黄灯亮。
解：程序如下 SGNL:ANL P1,#11100011B ORL P1,#00000011B SL0: JB P1.0,RED JB P1.1,GREEN YELW:SETB YELW:SETB CLR CLR SJMP GREN:SETB GREN:SETB CLR CLR SJMP RED: JB SETB CLR CLR SJMP P1.4 P1.2 P1.3 SL0 P1.3 P1.2 P1.4 SL0 P1.1,YELW P1.2 P1.3 P1.4 SL0
LED显示器原理图 LED显示器原理图
com
com
LED显示器能显示的字符 LED显示器能显示的字符
数字0 数字0—9
字母A 字母A、b、c、d、E、F、P和符号”.” 和符号”
接口电路设计
R
74LS07的作用 74LS07的作用： 的作用： 8051输出电流放大 将8051输出电流放大
限流电阻R 限流电阻R计算 R=(VCC-VF)/IF=(5-2)/0.01 =(5=300
未循环前, 门后变为零,指向第一个数码 ； 未循环前 P3.0=1,经“非”门后变为零 指向第一个数码 经 待显示数据送A 待显示数据送 段码送P1口,由被选中的数码管显示 段码送 口 由被选中的数码管显示 延时1 延时 毫秒 R0内容加 指向下一个存储单元 内容加1,指向下一个存储单元 内容加 选择数码管的数据送A. 选择数码管的数据送 A循环左移一位 00000001变为 循环左移一位, 变为00000010,指向下一个数码管 循环左移一位 变为 指向下一个数码管 的第6位为 转向LP2, 否则往下执行 若A的第 位为 转向 的第 位为1,转向 下一个数码管的选择码送R1 下一个数码管的选择码送 6个数码管未显示完 继续 个数码管未显示完,继续 个数码管未显示完 继续.

电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程专业：课程名称：单片机原理与接口技术实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验二I/O 口方式基础应用实验实验时间：成绩：一、实验目的和任务1、掌握80C51单片机程序的调试与下载方法。

2、掌握80C51单片机并口的特性及程序控制方法。

3、掌握步进电机转向、转速和角度控制原理。

4、掌握步进电机与单片机的接口及程序控制方法。

二、实验原理简介P0口控制8个发光管的电路结构，P0口某口线输出低电平时，相应的发光管点亮，口线输出高电平时发光管熄灭。

在做发光管相关实验时，应将实验箱上LED101~LED108发光管右上侧的拨码开关JUMP2拨到ON一侧，使发光管限流电阻公共端连接到MCU1电源正极（即Vcc端）。

VccMCU1JUMP2STC12C5A60S239 L101 470ΩP0.038 L102 470ΩP0.137 L103 470ΩP0.236 L104 470ΩP0.335 L105 470ΩP0.434 L106 470ΩP0.533 L107 470ΩP0.632 L108 470ΩP0.7图2-1 发光管控制电路步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

由于步进电动机能直接接受数字量，所以特别适合利用单片机进行控制。

ZSC-1实验箱MCU1利用P2口的高4位控制一个四相步进电机（其最小步距角为5.625°/64），如图3-1所示。

某口线输出低电平时，相应的功率三极管导通，其所连接的一相线圈通电，口线输出高电平时线圈断电。

程序以单4拍、双4拍或4-8拍方式依次输出各相序字，就可控制步进电机转动，颠倒相序顺序，可改变步进电机的转向。

改变各相序字之间的时间间隔可控制步进电机的转速。

图3-1中4个独立按键可用于电机控制命令的输入。

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参考程序：
#include <reg51.h> void main(void) { unsigned char i; P2=0xff; for(;;) { i=P2; P1=i; } }
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4.6单片机I/O口控制电磁继电器
在控制系统中，常常存在电子电路与电气电路的互 相连接问题，需要电子电路控制电气电路的执行元件， 例如电动机、电磁铁、电灯等，同时实现电子线路与电 气电路的电隔离，以保护电子电路和人身的安全，继电 器在其中起了重要的桥梁作用。
控制
T1
内部总线 写锁存器 读引脚
D P0.x Q 锁存器 Q
BUF2
MUX
P0.x引脚 T2
图4-1 P0口的位电路结构
4
2．P0口工作原理 （1）P0口作为地址/数据总线分时复用口
当80C51单片机外部扩展存储器或者I/O接口芯片，需要 P0口作为地址/数据总线分时使用时，“控制”信号输出高 电平；转换开关MUX 将T2与反相器输出端接通，同时“与 门”开锁，“地址或数据”信号通过与门驱动T1管，并通过 反相器驱动T2管，使得P0.x引脚的输出状态随“地址/数据” 状态的变化而变化。具体输出过程如下。
注意，当P0口作输出口使用时，输出级属开漏电路，在 P0.x引脚应外接上拉电阻。
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② P0口作为I/O口输入时，端口中的两个三态缓冲器用于读 操作。有2种读操作：读锁存器和读引脚。
“读引脚”：当执行一般的端口输入指令时，引脚上的外部 信号既加在三态缓冲器BUF2的输入端，又加在场效应管T2 漏极上，若此时T2导通，则引脚上的电位被钳在0电平上。 为使读引脚能正确地读入，在输入数据时，要先向锁存器置 “1”，使其Q反端为0，使输出级T1和T2两个管子均被截止， 引脚处于悬浮状态；作高阻抗输入。“读引脚”脉冲把三态 缓冲器打开，于是引脚上的数据经缓冲器到内部总线；