單片機(jī)并行口結(jié)構(gòu)

上兩次我們做過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，都是讓P1.0這個(gè)管腳使燈亮，我們能設(shè)想：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(jī)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(shù)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(shù)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(yàn)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(yàn)，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

將這段程序燒寫(xiě)到單片機(jī)中，結(jié)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(zhí)行機(jī)構(gòu)。

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(xiàn)在改為MOV P1,#0FFH，第三句：原來(lái)是CLR P1.0，現(xiàn)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(dāng)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(dāng)作是一個(gè)存儲(chǔ)器的單元，對(duì)一個(gè)單元送進(jìn)一個(gè)數(shù)能用MOV指令。

二、第四個(gè)實(shí)驗(yàn)

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(jī)實(shí)驗(yàn)，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(yàn)的結(jié)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(yàn)現(xiàn)象結(jié)合電路來(lái)分析一下程序。

從硬件電路的連線能看出，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(shù)的意思，這條指令的意思就是將P3口的數(shù)送到A中去，我們能把A當(dāng)成是一個(gè)中間單元(看圖3)，第三句話是將A中的數(shù)又送到P1口去，第四句話是循環(huán)，就是持續(xù)地重復(fù)這個(gè)過(guò)程，這我們已見(jiàn)過(guò)。當(dāng)我們按下第一個(gè)按鈕時(shí)，第(3)只燈亮了，所以P12口應(yīng)當(dāng)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(shù)送到A，又被送到了P1口，所以，肯定是P3口進(jìn)來(lái)的數(shù)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(yàn)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(jié)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(duì)并行口的結(jié)構(gòu)作一個(gè)分析，看一下它是怎樣實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的。

并行口結(jié)構(gòu)分析：

1、輸出結(jié)構(gòu)

<并行口結(jié)構(gòu)圖>

先看P1口的一位的結(jié)構(gòu)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)是由一根線來(lái)控制的，這根數(shù)據(jù)總線是出自于CPU，讓我們回想一下，數(shù)據(jù)總線是一根大家公用的線，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(dāng)然需要不一樣的信號(hào)，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(jì)算機(jī)當(dāng)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?cè)诖鎯?chǔ)器一節(jié)中學(xué)過(guò)，存儲(chǔ)器中是能存放電荷的，我們不妨也加一個(gè)小的存儲(chǔ)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(hào)就進(jìn)入存儲(chǔ)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(jié)構(gòu)

這是并行口的一位的輸出結(jié)構(gòu)示意圖，再看，除了輸出之外，還有兩根線，一根從外部管腳接入，另一根從鎖存器的輸出接出，分別標(biāo)明讀管腳和讀鎖存器。這兩根線是用于從外部接收信號(hào)的，為什么要兩根呢?原來(lái)，在51單片機(jī)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(qǐng)注意輸入結(jié)構(gòu)圖，如果將這一根引線作為輸入口使用，我們并不能保證在任何時(shí)刻都能得到正確的結(jié)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(yīng)當(dāng)是輸入1，而如果閉合開(kāi)關(guān)，則輸入0，但是，如果單片機(jī)內(nèi)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(jī)接受到的數(shù)據(jù)都是0。可見(jiàn)，要讓這一端口作為輸入使用，要先做一個(gè)‘準(zhǔn)備工作’，就是先讓內(nèi)部的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，也就是讓端口輸出‘1’才行。正因?yàn)橐茸鲞@么一個(gè)準(zhǔn)備工作，所以我們稱(chēng)之為“準(zhǔn)雙向I/O口”。

以上是P1口的一位的結(jié)構(gòu)，P1口其它各位的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)要稍復(fù)雜一些，但其用于輸入、輸出的結(jié)構(gòu)是相同的?？磮D()。對(duì)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。