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(多图) 51单片机的P0口工作原理详细讲解

/?? 2013年07月22日 ?? 收藏2

前面我们已将P0口的各单元部件进行了一个详细的讲解,下面我们就来研究一下P0口做为I/O口及地址/数据总线使用时的具体工作过程。

1、作为I/O端口使用时的工作原理

P0口作为I/O端口使用时,多路开关的控制信号为0(低电平),看上图中的线线部份,多路开关的控制信号同时与与门的一个输入端是相接的,我们知道与门的逻辑特点是“全1出1,有0出0”那么控制信号是0的话,这时与门输出的也是一个0(低电平),与让的输出是0,V1管就截止,在多路控制开关的控制信号是0(低电平)时,多路开关是与锁存器的Q非端相接的(即P0口作为I/O口线使用)。

P0口用作I/O口线,其由数据总线向引脚输出(即输出状态Output)的工作过程:当写锁存器信号CP 有效,数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。前面我们已讲了,当多路开关的控制信号为低电平0时,与门输出为低电平,V1管是截止的,所以作为输出口时,P0是漏极开路输出,类似于OC门,当驱动上接电流负载时,需要外接上拉电阻。

下图就是由内部数据总线向P0口输出数据的流程图(红色箭头)。

P0口用作I/O口线,其由引脚向内部数据总线输入(即输入状态Input)的工作过程:

数据输入时(读P0口)有两种情况

1、读引脚

读芯片引脚上的数据,读引脚数时,读引脚缓冲器打开(即三态缓冲器的控制端要有效),通过内部数据总线输入,请看下图(红色简头)。

2、读锁存器

通过打开读锁存器三态缓冲器读取锁存器输出端Q的状态,请看下图(红色箭头):

在输入状态下,从锁存器和从引脚上读来的信号一般是一致的,但也有例外。例如,当从内部总线输出低电平后,锁存器Q=0,Q非=1,场效应管T2开通,端口线呈低电平状态。此时无论端口线上外接的信号是低电乎还是高电平,从引脚读入单片机的信号都是低电平,因而不能正确地读入端口引脚上的信号。又如,当从内部总线输出高电平后,锁存器Q=1,Q非=0,场效应管T2截止。如外接引脚信号为低电平,从引脚上读入的信号就与从锁存器读入的信号不同。为此,8031单片机在对端口P0一P3的输入操作上,有如下约定:为此,8051单片机在对端口P0一P3的输入操作上,有如下约定:凡属于读-修改-写方式的指令,从锁存器读入信号,其它指令则从端口引脚线上读入信号。

读-修改-写指令的特点是,从端口输入(读)信号,在单片机内加以运算(修改)后,再输出(写)到该端口上。下面是几条读--修改-写指令的例子。

ANL P0,#立即数;P0→立即数P0

ORL P0,A ;P0→AP0

INC P1 ;P1+1→P1

DEC P3 ;P3-1→P3

CPL P2 ;P2→P2

这样安排的原因在于读-修改-写指令需要得到端口原输出的状态,修改后再输出,读锁存器而不是读引脚,可以避免因外部电路的原因而使原端口的状态被读错。

P0端口是8031单片机的总线口,分时出现数据D7一D0、低8位地址A7一AO,以及三态,用来接口存储器、外部电路与外部设备。P0端口是使用最广泛的I/O端口。

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第1页:P0端口的结构及工作原理

第2页:作为I/O端口使用时的工作原理

第3页:作为地址/数据复用口使用时的工作原理



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