第3章 单片机外部结构.ppt

第三章 单片机外部结构 3.2单片机并行口结构分析 一、接口1、定义接口——把外围设备同微型计算机连接起来的电路。 2、作用 CPU通过输入/输出接口（I/O接口）与外部输入/输出设备进行数据交换信息。 数字量 数据信息 模拟量 信息 开关量 状态信息：是CPU与外设之间交换数据时的联络信息。 控制信息：设置I/O外设的工作模式及命令字 等有关信息。 3、功能 转换信息格式、提供联络信号、协调定时差异、实现电平转换 4、分类 并行口、串行口 二、MCS-51并行口组成 MCS51系列单片机共有四个8位的I/O端口，分别记做P0、P1、P2、P3.其每个接口的每一位都有着相同的结构，包括输出锁存器、输入缓冲器和输出驱动器。支持字节寻址和位寻址方式。 四个口都是8位双向口，做输出时，数据可以锁存；做输入时，数据可以缓冲。 锁存器就是把当前的状态锁存起来，使CPU送出的数据在接口电路的输出端保持一段时间锁存后状态不再发生变化，直到解除锁定。还有些芯片具有锁存器，比如芯片74LS244就具有锁存的功能，它可以通过把一个引脚置高后，输出就会保持现有的状态，直到把该引脚清0后才能继续变化。 缓冲寄存器又称缓冲器，它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走；后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。有了数控缓冲器，就可以使高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。由于缓冲器接在数据总线上，故必须具有三态输出功能。 三、P0口结构分析 P0口是双向输入输出口，如果系统接有外部存储器，则P0口作为数据总线和低8位的地址总线，通过地址锁存器分时操作达到复用的目的。CPU对外部存储器操作时先做地址总线，在ALE信号的下降沿，将地址锁存，然后转为数据总线。 1、口地址 P0口字节地址：80H，位地址80H~87H 2、电路组成 一个锁存器、两个三态数据输入缓冲器、各数据输出地驱动电路和一个数据控制电路 。 3、结构 4、工作原理（1）P0口作一般输入/输出口分析P0口三种操作方式：输出数据方式，读端口数据方式和读端口引脚方式 。 ①P0口用作通用输出口 对应的输出控制信号应为0，模拟转换开关将把输出级与锁存器Q端接通。同时，因与门输出为0，使上拉场效应管处于截止状态，因此输出级是漏极开路电路。这样，当写脉冲加在触发器时针端CP上时，则与内部总线相连的D端数据取反后就出现在Q端，再经场效应管反相，在P0引脚上出现的数据正好是内部总线的数据。 条件：外接上拉电阻。 ②．P0口用作通用输入口 区分读引脚和读端口： 读引脚：读芯片引脚的数据。（使用结构图中的读引脚缓冲器） 【举例】ORL P0，A 【强调】P0口作为一般I/O口使用时，注意： ①由于输出电路是漏极开路电路，需接上拉电阻。 ②P0口是一个准双向口，即输入数据时，应先向口写“1”，使 T1、T2均截止，然后方可作高阻抗输入。 （2）P0口作为地址/数据总线使用 当从P0口输出地址或数据时，控制信号应为高电平1，模拟转换开关（MUX）把地址/数据信息经反相器和下拉场效应管接通，同时与门打开。输出的地址或数据既通过与门去驱动上拉场效应管，又通过反相器去驱动下拉场效应管。 【强调】P0口作地址/数据总线使用时，是真正的双向口，无需外接上拉电阻。 四、P1口、P2口、P3口结构分析 (一)P1口结构 （1） 口地址 P1口字节地址：90H，位地址90H~97H（2）电路组成一个锁存器、两个三态数据输入缓冲器、各数据输出地驱动电路。 （3）结构 4、工作原理 它与P0口基本相同，只是少了一个转换器（MUX）和一个反相器 。 P1口常用作通用I/O口，它是一个标准的准双向口，即作输入口使用时必须先给锁存器置1。 补充：上拉电阻： 上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平！电阻同时起限流作用！下拉同理！上拉电阻：就是从电源高电平引出的电阻接到输出 。 (二)P2口结构 （1）口地址 P2口字节地址：0A0H，位地址0A0H~0A7H （2）结构 P2口的位结构与P0口基本相同，只有输出部分略有不同，在输出T2的漏极接有上拉电阻，这种结构不必外接上拉电阻就可驱动任何MOS输入电路，且能驱动四个LSTTL输入。 （3）工作原理