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MCS-51单片机并行口的结构与操作
华中科技大学
单片机
( 2015 -- 2016学年度第 学期)
题 目:MCS-51单片机端口
结构
院 系:
班 级:
学 号:
学生姓名:
指导教师:
成 绩:
日期: 2015年 月 日
1.结构????????????
(1)中央处理单元(8位)
数据处理、测试位,置位,复位??位操作
(2)只读存储器(4KB或8KB)
永久性存储应用程序,掩模ROM、EPROM、EEPROM
(3)随机存取内存(128B、128B SFR)
在程序运行时存储工作变量和资料
(4)并行输入/输出口(I / O)(32条)?
??作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片
(5)串行输入/输出口(2条)
??串行通信、扩展I / O接口芯片
(6)定时/计数器(16位、加1计数)?
计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求,与CPU之间独立工作
(7)时钟电路
内振、外振。
(8)中断系统
五个中断源、2级优先。
2、MCS-51系列单片机为哈佛结构(而非普林斯顿结构)
1)内ROM:4KB
2)内RAM:128B?
3)外ROM:64KB
4)外RAM:64KB
5)I / O线:?32根(4组,每组8根)?
6)定时/计数器:2个16位可编程定时/计数器
7)串行口:全双工,2?根
8)寄存器区:工作寄存器区、在内128B RAM中,分4个区,
9)中断源:5源中断,2级优先
10)堆栈:最深128B
11)布尔处理机:位处理机,某位单独处理?
12)指令系统:五大类,111条
二、MCS-51单片机P0端口的结构与工作原理
1、P0端口的结构
P0口是一个8位漏极开路双向I/O口,其位置结构如图所示,包括1个输出锁存器、2个三态缓冲器、一个输出驱动器和一个输出控制端。输出驱动器电路由一队场效应管组成,期工作状态受输出控制端控制,它包括1个与门、1个反相器和一个转换开关MUX。
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,CP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CP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CP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CP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。那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。大家看上图,当多路开关与下面接通时,P0口是作为普通的I/O口使用的,当多路开关是与上面接通时,P0口是作为‘地址/数据’总线使用的。
输出驱动部份:从上图中我们已看出,P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构,也就是说,这两个MOS管一次只能导通一个,当V1导通时,V2就截止,当V2导通时,V1截止。
2、P0端口的工作原理
1)P0口作为地址/数据复用总线使用(C=1)
若从P0口输出地址或数据信息,此时控制端C应该为高电平。转换开关MUX将反相器输出端与输出级T1管接通,同时与门开锁,内部总线上的
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