單片機并行口結構

既然P1.0能讓燈亮，那么其它的管腳可不能呢？看一下圖1，它是8031單片機管腳的說(shuō)明，在P1.0旁邊有P1.1，P1.2….P1.7，它們是否都能讓燈亮呢？除了以P1開(kāi)頭的外，還有以P0，P2，P3開(kāi)頭的，數一下，一共是32個(gè)管腳，前面我們以學(xué)過(guò)7個(gè)管腳，加上這32個(gè)這39個(gè)了。它們都以P字開(kāi)頭，只是后面的數字不一樣，它們是否有什么聯(lián)系呢？它們能不能都讓燈亮呢？在我們的實(shí)驗板上，除了P10之外，還有P11 -> P17都與LED相連，下面讓我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗，程序如下：

MAIN: MOV P1,#0FFH
LCALL DELAY
MOV P1,#00H
LCALL DELAY
LJMP MAIN
DELAY：MOV R7,#250
D1： MOV R6,#250
D2： DJNZ R6,D2
DJNZ R7,D1
RET
END

將這段程序轉為機器碼，用編程器寫(xiě)入單片機中，結果如何？通電以后我們能看到8只LED全部在閃動(dòng)。因此，P10->P17是全部能點(diǎn)亮燈的。事實(shí)上，凡以P開(kāi)頭的這32個(gè)管腳都是能點(diǎn)亮燈的，也就是說(shuō)：這32個(gè)管腳都能作為輸出使用，如果不用來(lái)點(diǎn)亮LED，能用來(lái)控制繼電器，能用來(lái)控制其它的執行機構。

程序分析：這段程序和前面做過(guò)的程序比較，只有兩處不一樣：第一句：原來(lái)是SETB P1.0，現在改為MOV P1,#0FFH，第三句：原來(lái)是CLR P1.0，現在改為MOV P1.0,#00H。從中能看出，P1是P1.0->P1.7的全體的代表，一個(gè)P1就表示了所有的這八個(gè)管腳了。當然用的指令也不一樣了，是用MOV指令。為什么用這條指令？看圖2，我們把P1作為一個(gè)整體，就把它當作是一個(gè)存儲器的單元，對一個(gè)單元送進(jìn)一個(gè)數能用MOV指令。

二、第四個(gè)實(shí)驗

除了能作為輸出外，這32個(gè)管腳還能做什么呢？下面再來(lái)做一個(gè)單片機實(shí)驗，源程序如下：

MAIN: MOV P3，#0FFH

LOOP: MOV A，P3

MOV P1，A

LJMP LOOP

先看一下這個(gè)實(shí)驗的結果：所有燈全部不亮，然后我按下一個(gè)按鈕，第（1）個(gè)燈亮了，再按下另一個(gè)按鈕，第（2）個(gè)燈亮了，松開(kāi)按鈕燈就滅了。從這個(gè)實(shí)驗現象結合電路來(lái)分析一下程序。

從硬件電路的連線(xiàn)能看出，有四個(gè)按鈕被接入到P3口的P32，P33，P34，P35。第一條指令的用途我們能猜到：使P3口全部為高電平。第二條指令是MOV A，P3，其中 MOV已經(jīng)知道，是送數的意思，這條指令的意思就是將P3口的數送到A中去，我們能把A當成是一個(gè)中間單元（看圖3），第三句話(huà)是將A中的數又送到P1口去，第四句話(huà)是循環(huán)，就是持續地重復這個(gè)過(guò)程，這我們已見(jiàn)過(guò)。當我們按下第一個(gè)按鈕時(shí)，第（3）只燈亮了，所以P12口應當輸出是低電平，為什么P12口會(huì )輸出低電平呢？我們看一下有什么被送到了P1口，只有從P3口進(jìn)來(lái)的數送到A，又被送到了P1口，所以，肯定是P3口進(jìn)來(lái)的數使得P12位輸出電平的。P3口的P32位的按鈕被按下，使得P32位的電平為低，通過(guò)程序，又使P12口輸出低電平，所以P3口起來(lái)了一個(gè)輸入的作用。驗證：按第二、三、四個(gè)按鈕，同時(shí)按下2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)按鈕都能得到同樣的結論，所以P3口確實(shí)起到了輸入作用，這樣，我們能看到，以P字開(kāi)頭的管腳，不僅能用作輸出，還能用作輸入，其它的管腳是否能呢？是的，都能。這32個(gè)管腳就稱(chēng)之為并行口，下面我們就對并行口的結構作一個(gè)分析，看一下它是怎樣實(shí)現輸入和輸出的。

并行口結構分析：

1、輸出結構

并行口結構圖>

先看P1口的一位的結構示意圖（只畫(huà)出了輸出部份）：從圖中能看出，開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和合上代表了管腳輸出的高和低，如果開(kāi)關(guān)合上了，則管腳輸出就是低，如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)了，則輸出高電平，這個(gè)開(kāi)關(guān)是由一根線(xiàn)來(lái)控制的，這根數據總線(xiàn)是出自于CPU，讓我們回想一下，數據總線(xiàn)是一根大家公用的線(xiàn)，很多的器件和它連在一起，在不一樣的時(shí)候，不一樣的器件當然需要不一樣的信號，如某一時(shí)刻我們讓這個(gè)管腳輸出高電平，并要求保持若干時(shí)間，在這段時(shí)間里，計算機當然在忙個(gè)不停，在與其它器件進(jìn)行聯(lián)絡(luò )，這根控制線(xiàn)上的電平未必能保持原來(lái)的值不變，輸出就會(huì )發(fā)生變化了。怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？我們在存儲器一節中學(xué)過(guò)，存儲器中是能存放電荷的，我們不妨也加一個(gè)小的存儲器的單元，并在它的前面加一個(gè)開(kāi)關(guān)，要讓這一位輸出時(shí)，就把開(kāi)關(guān)打開(kāi)，信號就進(jìn)入存儲器的單元，然后馬上關(guān)閉開(kāi)關(guān)，這樣這一位的狀態(tài)就被保存下來(lái)，直到下一次命令讓它把開(kāi)關(guān)再打開(kāi)為止。這樣就能使這一位的狀態(tài)與別的器件無(wú)關(guān)了，這么一個(gè)小單元，我們給它一個(gè)很形象的名字，稱(chēng)之為“鎖存器”。

2、輸入結構

這是并行口的一位的輸出結構示意圖，再看，除了輸出之外，還有兩根線(xiàn)，一根從外部管腳接入，另一根從鎖存器的輸出接出，分別標明讀管腳和讀鎖存器。這兩根線(xiàn)是用于從外部接收信號的，為什么要兩根呢？原來(lái)，在51單片機中輸入有兩種方式，分別稱(chēng)為‘讀管腳’和‘讀鎖存器’，第一種方式是將管腳作為輸入，那是真正地從外部管腳讀進(jìn)輸入的值，第二種方式是該管腳處于輸出狀態(tài)時(shí)，有時(shí)需要改變這一位的狀態(tài)，則并不需要真正地讀管腳狀態(tài)，而只是讀入鎖存器的狀態(tài)，然后作某種變換后再輸出。

請注意輸入結構圖，如果將這一根引線(xiàn)作為輸入口使用，我們并不能保證在任何時(shí)刻都能得到正確的結果（為什么？）參考圖2輸入示意圖。接在外部的開(kāi)關(guān)如果打開(kāi)，則應當是輸入1，而如果閉合開(kāi)關(guān)，則輸入0，但是，如果單片機內部的開(kāi)關(guān)是閉合的，那么不管外部的開(kāi)關(guān)是開(kāi)還是閉，單片機接受到的數據都是0?？梢?jiàn)，要讓這一端口作為輸入使用，要先做一個(gè)‘準備工作’，就是先讓內部的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，也就是讓端口輸出‘1’才行。正因為要先做這么一個(gè)準備工作，所以我們稱(chēng)之為“準雙向I/O口”。

以上是P1口的一位的結構，P1口其它各位的結構與之相同，而其它三個(gè)口：P0、P2、P3則除入作為輸入輸出口之外還有其它用途，所以結構要稍復雜一些，但其用于輸入、輸出的結構是相同的?？磮D（）。對我們來(lái)說(shuō)，這些附加的功能不必由我們來(lái)控制，所以我們就不去關(guān)心它了。