片机C语言IO口课件.ppt
2021/7/28,1,MCS-51系列单片机IO口的使用,MCS-51系列封装概述,2.1,MCS-51系列的IO口,2.2,MCS-51的IO口控制简单外设,2.3,MCS-51的IO口控制程序的编写,2.4,2.5,2.6,2021/7/28,2,单片机的学习重点,IO口 定时器 中断 串口通信 接口,2021/7/28,3,学习单片机，从引脚开始：,引脚是单片机对外数据交换的通道,DIP,TQFP,PLCC,也就是单片机的IO接口,2021/7/28,4,2.1 MCS-51单片机系列的封装,封装：指将硅片上的电路管脚，用导线接引到外部引脚处，以便与其它器件相连接。,封装形式：指安装半导体集成电路芯片用的外壳形式，起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。,2.1.1 封装简介,2021/7/28,5,封装技术发展：,结构方面：TODIPPLCCQFPBGA CSP 材料方面：金属、陶瓷陶瓷、塑料塑料 引脚形状：长引线直插短引线或无引线贴装球状凸点 装配方式：通孔插装表面组装直接安装,2021/7/28,6,2.1.2 MCS-51系列封装形式,总线型：,引脚多，可进行总线扩展,2021/7/28,7,引脚数少、体积小。,典型产品，如： AT89S2051/AT89S4051。,非总线型：,2021/7/28,8,2.2 MCS-51的IO口结构与操作,MCS-51型单片机有4个8位并行IO口，P0、P1、P2和P3；各口均由口锁存器、输出驱动器、输入缓冲器组成。对口锁存器进行读写就可实现输入输出操作。,对单片机的控制，其实就是对I/O口和寄存器的控制。,2021/7/28,9,P0口作用,2.2.1 P0、P2、P1、P3口,1. 作通用IO口(准双向),2. 系统扩展时作地址总线(低8位)、数据总线,P2口作用,2. 系统扩展时作地址总线(高8位),1. 作通用IO口(准双向),2021/7/28,10,P1口作用,1. 通用IO口(准双向),P3口作用,1. 作通用IO口(准双向),2. 第二功能,2. 定时器/计数器T2的外部信号(52单片机),2021/7/28,11,P3口第二功能,P3.0 ：RXD（串行口输入） P3.1 ：TXD（串行口输出） P3.2 ：INT0（外部中断0输入） P3.3 ：INT1（外部中断1输入） P3.4 ：T0（定时/计数器0的外部输入） P3.5 ：T1（定时/计数器1的外部输入） P3.6 ：WR（片外数据存储器“写”选通控制输出） P3.7 ：RD （片外数据存储器“读”选通控制输出）,2021/7/28,12,2.2.2 通用IO口结构示意图,灌电流负载,拉电流负载,2021/7/28,13,并行口的带负载能力(AT89S52),每根引脚最大可吸收10mA的（灌）电流 P0口吸收电流的总和不能超过26mA P1、P2和P3每个口吸收电流的总和限制在15mA 4个口所有口线的吸收电流总和限制在71mA,2021/7/28,14,2.3.1 驱动LED (Light Emitting Diode ),LED典型工作点：2V，10mA。单个LED驱动特性如下图：,2.3 MCS-51的IO口控制简单外设,2021/7/28,15,多个LED驱动,共阳极 共阴极,(245：单根线<25mA,总和<75mA),并口直接驱动 经缓冲器驱动,（亮度不理想）,2021/7/28,16,2.3.2 驱动LED数码管,公共电阻限流 各路分别限流,2021/7/28,17,共阴极字形“1”编码示例：06H,2021/7/28,18,2.3.3 驱动蜂鸣器,有源蜂鸣器：接额定电压就可连续发声,无源蜂鸣器：接入变频方波，可得到不同音调的声音,两种蜂鸣器驱动电路相同，仅程序不同,蜂鸣器需要较大电流2050mA，需要驱动电路,2021/7/28,19,简单开关及输入接口,2.3.4 驱动开关,2021/7/28,20,开关闭合与断开时的抖动及去抖电路,按键较少时：去抖电路,按键较多时：软件延时,通常为10ms,2021/7/28,21,继电器：当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。,2.3.5 驱动继电器,2021/7/28,22,2.4 MCS-51的IO口程序的编写,对IO口操作：通过C语句控制寄存器，寄存器映射到端口,2021/7/28,23,2.4 MCS-51的IO口驱动程序的编写,2.4.1 单个引脚的控制,2. 位运算符：&、|、,1. 单个位变量操作：sbit,2.4.2 IO口并行控制,通过对寄存器操作映射：P1=0 x0F,2021/7/28,24,2.4 MCS-51的IO口驱动程序的编写,2.4.3 流水灯的设计,1. 任务分析：设计8个灯循环闪烁,2. 方案设计：使用单片机IO口控制LED,3. 元件选型：AT89S52、LED,4. 电路图绘制：Protel,5. 元件购买、PCB制作、器件焊接：,6. 软件编写、仿真：Keil、Proteus,7. 系统调试：,2021/7/28,25,2.4.4 硬件设计考虑的问题,2. LED的接法：共阴、共阳、哪个口,3. 限流电阻的选择,1. 单片机最小系统的构成,4. P0口的考虑：输出高电平需上拉电阻,晶振 复位 电源,计算方法 碳膜 金属膜 1/4w 单个电阻 排阻,2.4 MCS-51的IO口驱动程序的编写,2021/7/28,26,2.4.5 软件设计考虑的问题,1. 软件在LED亮灭、延时这两个状态循环,2. 软件流程图：,3. 点亮LED：位操作、并行操作,4. 延时的实现：for、while,5. 循环的实现：for、while,2.4 MCS-51的IO口驱动程序的编写,2021/7/28,27,2.4.6 硬件优化,1. 驱动能力：拉电流(100uA)、灌电流(10mA),3. 锁定输出(锁存器)：74LS373、74LS573,4. 节约引脚(串入并出)：74LS164、74LS595,2.4 MCS-51的IO口驱动程序的编写,2. 电流放大(驱动器)：三极管、缓冲器 (74LS245),单片机为电压控制器，非电流驱动器,2021/7/28,28,2.3.7 软件优化,2. 循环的使用,3. LED变换规律,1. 共阴共阳码转换,4. 使用变量、宏明确操作意义,2.4 MCS-51的IO口驱动程序的编写,5. 使用函数封装,有规律：数学计算 无规律：数组存储,2021/7/28,29,思考练习：使用LED设计二进制秒计数器，要求计数大于255后有一进位标志。,
