单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单片微型计算机与,接口技术,第,5,章,输入、输出接口,P0P3,单片微型计算机与接口技术第5章输入、输出接口P0P3,PO,P3,端口的功能,PO,P3,端口的编程,用并行口设计,LED,数码显示,用并行口设计键盘电路,本章介绍的主要内容,POP3端口的功能 POP3端口的编程 用,计算机对外设进行数据操作时，外设的数据线不能直,接与,CPU,的数据线相连，必须经过接口电路,(,简称接口或,I/O,口,),。,需要接口的原因：,1.CPU,的数据线是外设或存贮器与,CPU,进行数据交,换的唯一公共通道，为了避免数据线的使用产生冲突，,一般在接口电路中使用地址译码器产生片选信号以选中,各个外设（地址不同）；,2.,为了快速的,CPU,和慢速的外设在速度上的匹配。,第五章,输入、输出接口,P0,P3,计算机对外设进行数据操作时，外设的数据线不能直,I/O,接口的分类：,并行接口、串行接口、定时,/,计数器、,A/D,、,D/A,等，现在的接口电路一般封装在一个芯片内,部，而且一个芯片有时候具有多种接口功能；同,时，芯片一般是可编程的，可以用来使一个类型,的接口具有多种不同的工作模式。,接口的功能：,数据的缓冲或锁存、地址译码、信息格式转换、,状态采集（外设状态：忙,/,闲）、初始化命令等。,I/O接口的分类：并行接口、串行接口、定时,MCS-51,单片机有,P0,、,P1,、,P2,、,P3,四个,8,位,双向,I/O,口，每个端口可以按字节（,8,位）输入或,输出，也可以按位（,1,位）进行输入或输出，四,个口共,32,根口线，用作位控制十分方便。,5.1 P0,P3,端口的功能,大多数口线都有双重功能，具体介绍如下：,MCS-51单片机有P0、P1、P2,?,PO,口,1.,作为一般的输入,/,输出接口。,2.,作为地址,/,数据总线,接外围芯片时，分时输,出低,8,位地址与数据信号。,?,P,1,口,1.,作为一般的输入,/,输出口。,2.,在增强型,(52,系列,),和,ISP,型,(,在系统编程型,),中,有如下功能,:,P1.0,T2,引脚,定时,/,计数器,2,外部计数脉冲输入,P1.1,T2EX,引脚,定时,/,计数器,2,触发和方向控制,?PO口1.作为一般的输入/输出接口。2,?,P2,口,1.,作为输入,/,输出口。,2.,作为高,8,位地址总线。,?,P3,口,P3,口为双功能,1.,作第一功能使用时，其功能为输入,/,输出口。,2.,作第二功能使用时，每一位功能定义如下表,所示,:,?P2口1.作为输入/输出口。2.作为高,RD,（外部数据存储器读选通信号入）,P3.7,WR,（外部数据存储器写选通信号入）,P3.6,T1,（定时器,1,外部计数脉冲输入）,P3.5,T0,（定时器,0,外部计数脉冲输入）,P3.4,P3.3,P3.2,TXD,（串行输出线）,P3.1,RXD,（串行输入线）,P3.0,第,二,功,能,端口引脚,INT0,（,外部中断,0,输入线）,INT1,（,外部中断,1,输入线）,RD（外部数据存储器读选通信号入）P3.7 WR（,四个并行口使用的注意事项如下：,1.,如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外,部存贮器和,I/O,接口，单片机的四个口均可作,I/O,口使用。,2.,四个口在输入数据时，均应先对其写“,1,”（以,避免误读）然后读入数据。,3.,P0,口作,I/O,口使用时应外接,10K,的电阻，其它,口则可不必。,4.,P2,口某几根线作地址使用时，剩下的线不能作,I/O,口线使用。,5.,P3,口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可,以单独作,I/O,口线使用。,四个并行口使用的注意事项如下：1.如果单片机内部有程序存贮,5.2,编程举例,例,5-1,设计一电路，监视某开关,K,，用发光二极管,LED,显示开关状态，如果开关合上,:LED,亮,;,开关打开,:,LED,熄灭。,LED,89C51,+,5V,Vcc,-,EA,RST,10uF,1K,P1.0,89S51,+5V,P1.1,1K,30P,30P,XTAL1,XTAL2,GND,K,图,5-1,5.2 编程举例 例5-1 设,LED,正偏时才能发亮，按电路接法，,当,P1.0,输出“,1,”，,LED,正偏而发亮，当,P1.0,输出“,0,”,，,LED,的两端电压为,0,而熄灭。,LED,89C51,+,5V,Vcc,-,EA,RST,10uF,1K,P1.0,89S51,+5V,P1.1,1K,30P,30P,XTAL1,XTAL2,GND,K,LED正偏时才能发亮，按电路接法，当P1.0输,编程如下：,CLR P1.0,；,Next:SETB P1.1,；先对,P1,口写入“,1,”,JB P1.1,，,Off,；开关断开，转,Off,SETB P1.0,；,SJMP Next,Off :CLR P1.0,；,SJMP Next,编程如下：CLR P1.0,+5V,P1.0,LED,在上述电路图中二极管亮度不够，按下,面两种电路接法，可增加驱动能力，二极管,亮度增加。,接成灌电流形式：,P1.0,+5V,LED,1,加驱动电路：,330,330,+5V P1.0 LED 在上述电路图中二,例,5-2.,在图,5.2,中,P1.4,P1.7,接四个发光二,极管,LED,P1.0,P1.3,接四个开关，编程将开关,的状态反映到发光二极管上。,89C51/89S51,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,+5V,+5V,1K,4,330,?,4,图,5-2,EA,例5-2.在图5.2中P1.4P1.7接四个发,用汇编语言编程,ORG 0000H,MOV P1,#0FFH,;,高四位置,”,1,”,，,LED,全灭,;,低四位置,”,1,”,以便正确读入开关状态,Next:MOV A,P1 ;,读,P1,口引脚开关状态，并送入,A,SWAP A ;,低四位开关状态换到高四位,ANL A,#0F0H ;,保留高四位,MOV P1,A ;,从,P1,口输出,;,高四位不变，低四位置“,1,”,，准备下一轮读开关,ORL P1,#0FH,SJMP Next,用汇编语言编程 ORG 0000H,5.3,设计,LED,数码显示器和键盘电路,键盘和显示器是单片机应用系统中常用的,输入输出装置。,LED,数码显示器是常用的显示器,之一，下面分别介绍利用单片机并口设计,LED,数,码显示电路和键盘电路的方法。,5.3 设计LED数码显示器和键盘电路 键盘和,5.3.1,用并行口设计,LED,显示电路,1.LED,显示器及其原理,LED,有着显示亮度高，响应速度快的特点。最常用,的是七段式,LED,显示器，又称数码管。,七段,LED,显示器内部由七个条形发光二极管和一个小,圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组合行成字符。,常见,LED,的管脚排列见图,5.4(a),。其中,COM,为公共点，,根据,COM,的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。,5.3.1用并行口设计LED显示电路 1.LED显,a,b,c,d,e,f,g,dp,(a),(b),共阴,(c),共阳,c,d,e,dp,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,a,b,f,g,com,com,a,b,c,e,f,a,b,c,d,e,f,g,dp,com,公共点,com,公共点,图,5.4,d,g,a b c d e f g dp(a)(b)共阴(c),0 0 1 1 1 1 1 1 3fh,dp g f e d c b a,a,b,c,d,e,f,g,dp,c,d,e,dp,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,a,b,f,g,com,com,a,b,c,e,f,com,g,LED,共阴数码管的,a,g,七个发光二极管因加正电压而发亮，,零电压则灭，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之,为字形码,(,段码,),，如显示,”0”,字形码为,3fh(dp,gfedcba:0011,1111).,0 0 1 1 1 1 1 1 3fh d,显示,”,2,”,字形码为,5BH.,(b),dp,com,a,b,c,d,e,f,g,dp,c,d,e,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,com,com,a,b,c,e,f,g,dp g f e d c b a,0 1 0 1 1 0 1 1 5BH,显示”2”,字形码为5BH.(b)dp com a b,共阳极和共阴极的字形码是不同的,，其字,形码见表,5.2,。,LED,数码管每段需,10,20mA,的驱,动电流。,字形码的控制输出可采用硬件译码方式，,也可用软件查表法。,如采用,BCD 7,段译码,/,驱动器：,共阴极：,74LS48,、,74LS49,、,CD4511,共阳极：,74LS46,、,74LS47,、,CD4513,共阳极和共阴极的字形码是不同的，其字形码见表5.,显示,字符,段,符,号,十六进制代码,dp,g,f,e,d,c,b,a,共阴,共阳,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,H,P,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,1,1,0,0,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1,3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,76H,73H,C0,F9,A4,B0,99,92,82,F8,80,90,88,83,C6,A1,86,8E,89,8C,显示字符 段 符 号 十六进制代,2.LED,数码管的接口,数码管的接口有静态接口和动态接口。,静态接口,为固定显示方式，无闪烁，其电路采用,一个并行口接一个数据管，数码管的公共端按共阴或,共阳分别接,地,/Vcc,。这种接法占用接口多，如果,PO,口和,P2,口要用作数据线和地址线，仅用单片机的并行,口就只能接两个数码管，一般很少采用。,动态接口,采用各数码管循环轮流显示的方法，,当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性（每秒,亮灭各,24,次）,，看不出闪烁显示现象，这种显示需要,一个接口完成字形码的输出,(,字形选择,),，另一接口完,成各数码管的轮流点亮,(,数位选择,),。,2.LED数码管的接口 数码管的接口有静态接,1,1,1,1,1,+5V,Vcc,/EA,RST,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,P3.0,P3.1,P3.2,P3.3,P3.4,XTAL1,XTAL2,GND,89C51,Q0,Q6,/OE,D0,D6,G,373,a,g,图5-5 接五个共阴极数码管的动态显示接口,1,2,11111+5VVcc/EARSTP1.0P1.1P1.2P,图,5-5,是接有五个共阴极数码管的动态显示,电路，用,74LS373,接成直通的方式作驱动电路，,阴极用非门,74LS04,反相门驱动，字形选择由,P1,口提供，数位选择由,P3.0P3.4,控制。,当,P3.0,P3.4,轮流输出,“,1,”,时，五个数码,管轮流显示。,P1.7,接开关，当开关打向位置“,1