单片机人门 (汇编)第5章 单片机的触角

实例解读51单片机完全学习与应用Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller杨欣YangX张延强ZhangY编著莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX主审电子工业出版社2011.21欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口2第5章单片机的触角——I/O口I/O口3单片机管脚是控制外设或与外设交换信息的通道。如前面的发光二极管、开关，以及后面将要介绍的数码管、液晶屏、电机、继电器等都将在单片机的管脚下工作。I/O是输入/输出的意思，单片机的I/O口肩负着控制外设和接收信号的责任。在单片机学习中，理解I/O口是如何在程序的控制下工作是首要解决的问题。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.1■何谓I/O口5.1.1I/O口的功能4欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.1.1I/O口的功能5欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.1.2I/O口与单片机的关系6I/O口暴露在单片机的外部，用来与外设的管脚连接。在单片机内部有相应的I/O口电路，除了4组I/O口外，单片机内部还有CPU、中断控制、片内ROM、片内RAM、Timer0/1、串行口、看门狗、总线控制、振荡器等功能模块组成。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.1.3I/O口的操作7P0口（32~39管脚）是一个8位的开漏型双向I/O口。P0口在作输入/输出口使用时需要添加外部上拉电阻，欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.1.3I/O口的操作8单片机上电复位时，P0口默认作为输出口，如果需要作输入口使用，需要先用程序向每个I/O口写入。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.1.3I/O口的操作9P1口（1~8管脚）是一组带内部上拉电阻的双向I/O口，由于P1口内置有上拉电阻，于是在作输入/输出口时不再需要添加外置上拉电阻。作输入口时，也需要向每位写入1。P1.5、P1.6、P1.7除作一般I/O口外，还作为下载接口用于向单片机下载程序。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.1.3I/O口的操作10P2口（21~28管脚）也是一组带内部上拉电阻的双向I/O口。由于P2口内置有上拉电阻，于是在作输入/输出口时不再需要添加外置上拉电阻。当P2口作输入时，需要写入1。P3口（10~17管脚）同样是一组带内部上拉电阻的双向I/O口。由于P3口内置有上拉电阻，于是在作输入/输出口时不再需要添加外置上拉电阻。当P3口作输入时，需要写入1。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.2■元器件插曲之八：场效应管5.2.1JFET11场效应管有两类，一类称为结型场效应管，英文缩写JFET。另一类称为金属氧化物半导体场效应管，英文缩写MOSFET。图示为nchannel和pchannel两种JFET的电路符号和代表器件的外观，JFET有三个管脚——D极（漏极）、S极（源极）、G极（栅极）。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.2.1JFET12首先，调节电源VGG电压至0V，相当于JFET的G极接地，G极与S极之间的电压VGS=0。此时增加D极电压VDD，也就是增加JFET的D极与S极之间的电压VDS。在增加的过程中，流过D极的电流ID渐渐增大，当ID增大到12mA时就不再增大，如图所示的ID=IDSS对应右侧的曲线。至于IDSS的数值可从器件的技术手册获得。当VGG不等于0，即VGS不等于0，对应图左侧曲线部分，发现随着VGS的增大，JFET的D极电流ID在减小。所以对于JFET来说，VGS控制着D极电流ID，且VGS越大，ID越小。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.2.2MOSFET13MOSFET是另一类场效应管。MOSFET分为耗尽型MOSFET（英文缩写D-MOSFET）和增强型MOSFET（英文缩写E-MOSFET）两种，MOSFET也有三个管脚——D极（漏极）、S极（源极）、G极（栅极）。对于nchannel的FET来说，当G极得到高电平时产生D极电流ID，即FET导通；当G极为低电平时截止。而pchannel的FET正好相反，当G极为低电平时产生D极电流ID，即FET导通；当G极为高电平时截止。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.3.1非门5.3.2或门14欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX5.3.3或非门5.3.4与门第5章单片机的触角——I/O口5.3.5与非门5.3.6异或门15欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX5.3.7缓冲器第5章单片机的触角——I/O口5.4.1门控D锁存器16欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX5.4.2边沿D触发器门控D锁存器：EN端是门控端，高电平使能。D为输入端，当EN＝1时，锁存器的输出端Q与输入端D状态相同。当EN=0时，输出Q将维持原来的状态不变。第5章单片机的触角——I/O口5.5■I/O口结构探密5.5.1P1口17P1口主要由D锁存器、两个缓冲器、场效应管、内部上拉电阻等组成。当程序让该I/O口输出1时，“内部总线”出现1，当“写锁存器”信号到来时，输出端Q就输出1，/Q输出0。于是FET截止，于是“管脚P1.x”因电阻的上拉也输出1。当程序让该I/O口输出0时，“内部总线”出现0使/Q=1，于是FET导通，“管脚P1.x”接地而呈现0。如果I/O口作输入时，与“管脚P1.x”相连的外设使该管脚出现1或0，程序控制“读管脚”使能缓冲器，则“管脚P1.x”的状态就通过缓冲器进入“内部总线”上，指令就可接收到“内部总线”上的数据了。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.5.2P3口18P3口比P1口多出了“第二功能输入线”和“第二功能输出线”。“第二功能输出线”与锁存器的输出端Q通过一个与非门和FET的G极连接。这样，如果“内部总线”=1时，与非门的输出端与“第二功能输出线”相反。比如“第二功能输出线”=1，FET的G极为0，所以FET截止，“管脚P3.x”=1。当P3口作第二功能输入时，“管脚P3.x”上的信号通过一个缓冲器出现在“第二功能输入线”，程序只要把这个信号读走即得到第二功能的输入数据。欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息《实例解读51单片机完全学习与应用》Allyouneedtoknowaboutthe8051microcontroller编著：杨欣YangX张延强ZhangY主审：莱·诺克斯NokesL王玉凤WangY刘湘黔LiuX第5章单片机的触角——I/O口5.5.3P0口19P0中的模拟开关，由“内部控制信号”控制，以选通P0口所要交换的是一般I/O口数据或是访问外部存储器的地址/数据。由于P0口是没有内部上拉电阻的，所以它作一般I/O口使用时需要添加