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1、版权所有。http:/单片机原理及应用1/22第三章 数字输入/输出端口 3.1 3.1 标准标准80518051的数字输入的数字输入/ /输出端口输出端口 3.2 3.2 MSC1211MSC1211的数字输入的数字输入/ /输出端口输出端口 版权所有。http:/单片机原理及应用2/223.1 标准8051的数字输入/输出端口 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
2、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。 3.1.1 8051单片机的数字输入/输出端口结构 版权所有。http:/单片机原理及应用3/22 1P0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。 版权所有。http:/单片机原理及应用4/22上拉电阻的
3、连接方法版权所有。http:/单片机原理及应用5/22拉电流方式和灌电流方式版权所有。http:/单片机原理及应用6/22P0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。（AD7AD0）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。 版权所有。http:/单片机原理及应用7/222P2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。 版权所有。http:/单片机原理及应用8/22P2口的作用P2口可以输出地址总线的高8位（A15A8
4、）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。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。 版权所有。http:/单片机原理及应用9/22 3P3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。 版权所有。http:/单片机原理及应用10/22P3口的第二功能P3.0 RXD （串行输入通道）P3.1 TXD （串行输出通道）P3.2 /INT0 （外中断0）P3
5、.3 /INT1 （外中断1）P3.4 T0 （定时器0外部输入）P3.5 T1 （定时器1外部输入）P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）版权所有。http:/单片机原理及应用11/22 4P1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。 版权所有。http:/单片机原理及应用12/228051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，
6、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。版权所有。http:/单片机原理及应用13/223.1.2 8051单片机应用系统的典型构成外扩总线的8051单片机系统的典型连接版权所有。http:/单片机原理及应用14/223.2 MSC1211的数字输入/输出端口 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）。1.不使用外部扩展存储器时，P0P3口作为通用I
7、/O口D7D6D5D4D3D2D1D0DBLSEL1DBLSEL0ABLSEL1ABLSEL0DABDDBEGP0EGP23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: 版权所有。http:/单片机原理及应用15/22P0口数据流向寄存器低位P0DDRLD7D6D5D4D3D2D1D0复位值 P03HP03LP02HP02LP01HP01LP00HP00L00HP0P0口数据流向寄存器高位口数据流向寄存器高位P0DDRHP0DDRH D7D6D5D4D3D2D1
8、D0复位值 P07HP07LP06HP06LP05HP05LP04HP04L00HPxyHPxyL输入/输出模式00标准8051（兼容）模式01CMOS输出模式10开漏极输出模式11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10K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。 端口类型设置端口类型设置2. I/O端口寄存器（3个） 数据寄存器Px、数据流向寄存
9、器PxDDRL/H（x为0，1，2，3）版权所有。http:/单片机原理及应用16/223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 MSC1211外扩展总线时，需将EGP0（HCR1.1）和EGP23 （HCR1.0）清零。P0口是地址总线和数据总线的复用口， 分时输出外部存储器的低8位地址和传送8位数据，P2口输 出高8位地址。P0口和P2口配合使用，可以访问64KB空间。 MSC1211中为了增强存储器总线的访问速度，规定P0/P2口 以及P3口的P3.6(/WR)和P3.7(/RD)引脚访问存储器时，不 能再用作I/O口。也就是说，该端
10、口寄存器的值和数据流向 寄存器的值无效。同样，当P0/P2口以及P3口的P3.6(/WR) 和P3.7(/RD) 配置为I/O端口，不能进行存储器访问端口， 也不能提供/WR、/RD等信号。 版权所有。http:/单片机原理及应用17/224P1口具有复用功能 P1口所有只有向相应的寄存器中写入“1”，该引 脚才可以使用复用功能。如果要使用复用功能，还必 须将寄存器P1DDRL、P1DDRH正确设置。 端口引脚复用功能P1.0T2（定时器2外部输入）P1.1T2EX（定时器T2捕获/重装载出发输入）P1.2RXD1（串口1接收端）P1.3TXD1（串口1发送端）P1.4INT2（外部中断2输入
11、）/ /SS（SPI从器件选择）P1.5/INT3（外部中断3输入）/MOSI（SPI主输出从输入）P1.6INT4（外部中断4输入）/MISO（SPI主输入从输出）P1.7/INT5（外部中断5输入）/ SPI时钟版权所有。http:/单片机原理及应用18/225引脚驱动能力 MSC1211的I/O引脚具有很强的负载能力。在 VOH=3.5V和VOL=.5V时，所有的输出引脚都可以提供 30mA的输入/输出电流，但总的电源功耗不能超过 64脚TQFP封装的最大功耗900mW。当DVDD=5V时 ，同时驱动的30mA负载的引脚不得多于6个。 版权所有。http:/单片机原理及应用19/22 3
12、.3 /PSEN、ALE输出引脚 在8051中，/PSEN为程序存储器允许信号，它用于访问片外程序存储 器。ALE为地址锁存信号，在访问外部存储器时，锁存低字节地址。在MSC1211中，/PSEN和ALE还与Flash存储器编程有关。上电复位时， 如果任何一个为低电平，芯片就进入编程模式。当/PSEN=0，ALE=1时，为 串行编程模式；/PSEN=1，ALE=0时为并行编程模式。如果和ALE均为高电 平，芯片在正常用户模式下运行。 /PSEN/ALE选择寄存器（PASEL）中各位的定义 D7D6D5D4D3D2D1D0复位值00PSEN2PSEN1PSEN00ALE1ALE000HPSEN2
13、PSEN1PSEN0PSEN模式00X/PSEN01XCLK：晶振时钟输出10XADC调制时钟输出110LOW：输出低电平111HIGH：输出高电平ALE1ALE0ALE模式0XALE10LOW11HIGH版权所有。http:/单片机原理及应用20/22 3.4 访问外部存储器 1访问外部程序存储器 在访问外部程序存储器时，地址锁存信号ALE上升为高电平以后 ，P2口输出高8位地址，P0口输出低8位地址；当ALE下降为低电平后 ，P2口输出的信息不变，而P0口输出浮空，低8位地址由ALE锁存到 地址锁存器中。接着输出一个负脉冲，/PSEN选通外部程序存储器， P0口接收外部程序存储器的指令字节
14、。此时，P2和P3.6，P3.7一样 ，不能用作通用I/O。 版权所有。http:/单片机原理及应用21/222访问外部数据存储器 在8051中，可以使用指令MOVX A，R1和MOVX R1，A访问 外部数据存储器。P2口输出高8位地址。在MSC1211中可以使用MPAGE寄存器来代替P2口，当用户使 用MOVX A，R1和MOVX R1，A指令访问外部存储器时，需要先 将地址的高字节写入MPAGE寄存器中。这时MPAGE寄存器的内容 在整个外部存储周期内始终保持在P2引脚上，而P0口输出R1的 内容，这样就很容易对外部数据存储器进行页面寻址。在读访问外部数据存储器时，地址锁存信号ALE上升为高 电平以后，P2口输出高8位地址，P0口输出低8位地址；当ALE 下降为低电平以后，P2口输出的信息不变，P0口输出浮空，低 8位地址由ALE锁存到地址锁存器中。当进行外部数据存储器读 操作时，/RD信号变为低电平后选通外部数据寄存器，P0口接 收外部数据存储器的数据字节；如果为写操作时，ALE下降为 低电平后，P0口输出要写入的数据字节，/WR信号有效后，数 据写入数据存储器，要写入的数据一直保持到无效后。版权所有。http:/单片机原理及应用22/22读写时序图
