第3章單片機(jī)C語(yǔ)言IO口ppt課件

1、2022-2-131MCS-51系列單片機(jī)系列單片機(jī)IO口的運(yùn)用口的運(yùn)用MCS-51系列封裝概述系列封裝概述2.1MCS-51系列的系列的IO口口2.2MCS-51的的IO口控制簡(jiǎn)單外設(shè)口控制簡(jiǎn)單外設(shè)2.3MCS-51的的IO口控制程序的編寫(xiě)口控制程序的編寫(xiě)2.42.52.62022-2-132v 單片機(jī)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)單片機(jī)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)v IO口口v 定時(shí)器定時(shí)器v 中斷中斷v 串口通訊串口通訊v 接口接口2022-2-133v 學(xué)習(xí)單片機(jī)，從引腳開(kāi)場(chǎng)：學(xué)習(xí)單片機(jī)，從引腳開(kāi)場(chǎng)：引腳是單片引腳是單片機(jī)對(duì)外數(shù)據(jù)機(jī)對(duì)外數(shù)據(jù)交換的通道交換的通道DIPTQFPPLCC也就是單片也就是單片機(jī)的機(jī)的IO接口接口2

2、022-2-1342.1 MCS-51單片機(jī)系列的封裝單片機(jī)系列的封裝v 封裝：指將硅片上的電路管腳，用導(dǎo)封裝：指將硅片上的電路管腳，用導(dǎo)線接引到外部引腳處，以便與其它器件線接引到外部引腳處，以便與其它器件相銜接。相銜接。v 封裝方式：指安裝半導(dǎo)體集成電路芯封裝方式：指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼方式，起著安裝、固定、密片用的外殼方式，起著安裝、固定、密封、維護(hù)芯片及加強(qiáng)電熱性能等方面的封、維護(hù)芯片及加強(qiáng)電熱性能等方面的作用。作用。2.1.1 封裝簡(jiǎn)介封裝簡(jiǎn)介2022-2-135v 封裝技術(shù)開(kāi)展：封裝技術(shù)開(kāi)展：v 構(gòu)造方面：構(gòu)造方面：TODIPPLCCQFPBGA CSPv 資料方面：金屬、

3、陶瓷資料方面：金屬、陶瓷陶瓷、塑料陶瓷、塑料塑塑料料v 引腳外形：長(zhǎng)引線直插引腳外形：長(zhǎng)引線直插短引線或無(wú)引線貼短引線或無(wú)引線貼裝裝球狀凸點(diǎn)球狀凸點(diǎn)v 裝配方式：通孔插裝裝配方式：通孔插裝外表組裝外表組裝直接安直接安裝裝2022-2-1362.1.2 MCS-51系列封裝方式系列封裝方式v 總線型總線型：2022-2-137 引腳數(shù)少、體積小。引腳數(shù)少、體積小。v 非總線型：非總線型：2022-2-1382.2 MCS-51的的IO口構(gòu)造與操作口構(gòu)造與操作 MCS-51型單片機(jī)有型單片機(jī)有4個(gè)個(gè)8位并行位并行IO口，口，P0、P1、P2和和P3；各口均由口鎖存器、；各口均由口鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器

4、、輸入緩沖器組成。對(duì)口鎖輸出驅(qū)動(dòng)器、輸入緩沖器組成。對(duì)口鎖存器進(jìn)展讀寫(xiě)就可實(shí)現(xiàn)輸入輸出操作。存器進(jìn)展讀寫(xiě)就可實(shí)現(xiàn)輸入輸出操作。 對(duì)單片機(jī)的控制，其實(shí)就是對(duì)對(duì)單片機(jī)的控制，其實(shí)就是對(duì)I/O口和口和存放器的控制。存放器的控制。2022-2-139P0口作用口作用2.2.1 P0、P2、P1、P3口口1. 作通用作通用IO口口(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向)2. 系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作地址總線系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作地址總線(低低8位位)、數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)總線P2口作用口作用 2. 系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作地址總線系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作地址總線(高高8位位)1. 作通用作通用IO口口(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向)2022-2-1310P1口作用口作用 1. 通用通用IO口口

5、(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向)P3口作用口作用 1. 作通用作通用IO口口(準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向)2. 第二功能第二功能2. 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T2的外部信號(hào)的外部信號(hào)(52單片機(jī)單片機(jī))2022-2-1311v P3口第二功能口第二功能v P3.0 ：RXD串行口輸入串行口輸入v P3.1 ：TXD串行口輸出串行口輸出v P3.2 ：INT0外部中斷外部中斷0輸入輸入v P3.3 ：INT1外部中斷外部中斷1輸入輸入 v P3.4 ：T0定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的外部輸入的外部輸入 v P3.5 ：T1定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1的外部輸入的外部輸入v P3.6 ：WR片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫(xiě)選通控制

6、輸寫(xiě)選通控制輸出出v P3.7 ：RD 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“讀選通控制輸讀選通控制輸出出 2022-2-13122.2.2 通用通用IO口構(gòu)造表示圖口構(gòu)造表示圖灌電流負(fù)載灌電流負(fù)載拉電流負(fù)載拉電流負(fù)載2022-2-1313v 并行口的帶負(fù)載才干并行口的帶負(fù)載才干(AT89S52)v 每根引腳最大可吸收每根引腳最大可吸收10mA的灌電流的灌電流 v P0口吸收電流的總和不能超越口吸收電流的總和不能超越26mA v P1、P2和和P3每個(gè)口吸收電流的總和限制在每個(gè)口吸收電流的總和限制在15mA v 4個(gè)口一切口線的吸收電流總和限制在個(gè)口一切口線的吸收電流總和限制在71mA 2022-2-

7、13142.3.1 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)LED (Light Emitting Diode )LED典型任務(wù)點(diǎn)：典型任務(wù)點(diǎn)：2V，10mA。單個(gè)。單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)特性如以下驅(qū)動(dòng)特性如以下圖：圖：2.3 MCS-51的的IO口控制簡(jiǎn)單外設(shè)口控制簡(jiǎn)單外設(shè)2022-2-1315多個(gè)多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極共陽(yáng)極 共陰極共陰極(245：?jiǎn)胃€：?jiǎn)胃€25mA,總和總和75mA)并口直接驅(qū)動(dòng)并口直接驅(qū)動(dòng) 經(jīng)緩沖器驅(qū)動(dòng)經(jīng)緩沖器驅(qū)動(dòng) 亮度不理想亮度不理想2022-2-13162.3.2 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管數(shù)碼管公共電阻限流公共電阻限流 各路分別限流各路分別限流2022-2-1317dpgfedcba00000110共陰

8、極字形共陰極字形“1編碼例如：編碼例如：06H2022-2-13182.3.3 驅(qū)動(dòng)蜂鳴器驅(qū)動(dòng)蜂鳴器有源蜂鳴器：接額定電壓就可延續(xù)發(fā)聲有源蜂鳴器：接額定電壓就可延續(xù)發(fā)聲 無(wú)源蜂鳴器：接入變頻方波，可得到不同音調(diào)的聲音無(wú)源蜂鳴器：接入變頻方波，可得到不同音調(diào)的聲音 兩種蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一樣，僅程序不同兩種蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一樣，僅程序不同 蜂鳴器需求較大電流蜂鳴器需求較大電流2050mA，需求驅(qū)動(dòng)電路，需求驅(qū)動(dòng)電路 2022-2-1319v 簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)及輸入接口簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)及輸入接口2.3.4 驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)2022-2-1320v 開(kāi)封鎖合與斷開(kāi)時(shí)的抖動(dòng)及去抖電路開(kāi)封鎖合與斷開(kāi)時(shí)的抖動(dòng)及去抖電路 按鍵較

9、少時(shí)：去抖電路按鍵較少時(shí)：去抖電路 按鍵較多時(shí)：軟件延時(shí)按鍵較多時(shí)：軟件延時(shí), ,通常為通常為10ms10ms2022-2-1321v 繼電器：當(dāng)輸入量繼電器：當(dāng)輸入量( (如電壓、電流、溫度如電壓、電流、溫度等等) )到達(dá)規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)到達(dá)規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開(kāi)的電器?？煞譃殡姎饬客ɑ驍嚅_(kāi)的電器?？煞譃殡姎饬? (如電流、如電流、電壓、頻率、功率等電壓、頻率、功率等) )繼電器及非電氣量繼電器及非電氣量( (如如溫度、壓力、速度等溫度、壓力、速度等) )繼電器兩大類。具有繼電器兩大類。具有動(dòng)作快、任務(wù)穩(wěn)定、運(yùn)用壽命長(zhǎng)、體積小等動(dòng)作快、任務(wù)穩(wěn)定、運(yùn)用壽命長(zhǎng)、體積

10、小等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。2.3.5 驅(qū)動(dòng)繼電器驅(qū)動(dòng)繼電器2022-2-13222.4 MCS-51的的IO口程序的編寫(xiě)口程序的編寫(xiě)對(duì)對(duì)IO口操作：經(jīng)過(guò)口操作：經(jīng)過(guò)C語(yǔ)句控制存放器，存放語(yǔ)句控制存放器，存放器映射到端口器映射到端口與寄存器同名的8/16位變量C語(yǔ)言函數(shù):各個(gè)變量之間的互動(dòng)108/16位寄存器高電平低電平I/O;UART;SPI;IIC;.+5V(+3.3V)0V目標(biāo)代碼硬件實(shí)現(xiàn)各個(gè)寄存器之間的互動(dòng)各個(gè)硬件模塊之間的互動(dòng)編譯器編譯下載線：下載編程器：燒錄其他變量RAM中的數(shù)據(jù)RAM中的存儲(chǔ)單元2022-2-13232.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)2.4.1 單個(gè)

11、引腳的控制單個(gè)引腳的控制2. 位運(yùn)算符：位運(yùn)算符：&、|、1. 單個(gè)位變量操作：?jiǎn)蝹€(gè)位變量操作：sbit2.4.2 IO口并行控制口并行控制經(jīng)過(guò)對(duì)存放器操作映射：經(jīng)過(guò)對(duì)存放器操作映射：P1=0 x0F2022-2-13242.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)2.4.3 流水燈的設(shè)計(jì)流水燈的設(shè)計(jì)1. 義務(wù)分析：設(shè)計(jì)義務(wù)分析：設(shè)計(jì)8個(gè)燈循環(huán)閃爍個(gè)燈循環(huán)閃爍2. 方案設(shè)計(jì)：運(yùn)用單片機(jī)方案設(shè)計(jì)：運(yùn)用單片機(jī)IO口控制口控制LED3. 元件選型：元件選型：AT89S52、LED4. 電路圖繪制：電路圖繪制：Protel5. 元件購(gòu)買、元件購(gòu)買、PCB制造、器件焊接：制造、器

12、件焊接：6. 軟件編寫(xiě)、仿真：軟件編寫(xiě)、仿真：Keil、Proteus7. 系統(tǒng)調(diào)試：系統(tǒng)調(diào)試：2022-2-13252.4.4 硬件設(shè)計(jì)思索的問(wèn)題硬件設(shè)計(jì)思索的問(wèn)題2. LED的接法：共陰、共陽(yáng)、哪個(gè)口的接法：共陰、共陽(yáng)、哪個(gè)口3. 限流電阻的選擇限流電阻的選擇1. 單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成4. P0口的思索：輸出高電平需上拉電阻口的思索：輸出高電平需上拉電阻v晶振晶振v復(fù)位復(fù)位v電源電源v計(jì)算方法計(jì)算方法v碳膜碳膜 金屬膜金屬膜 1/4wv單個(gè)電阻單個(gè)電阻 排阻排阻2.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)2022-2-13262.4.5 軟件設(shè)計(jì)思索的問(wèn)

13、題軟件設(shè)計(jì)思索的問(wèn)題1. 軟件在軟件在LED亮滅、延時(shí)這兩個(gè)形狀循環(huán)亮滅、延時(shí)這兩個(gè)形狀循環(huán)2. 軟件流程圖：軟件流程圖：3. 點(diǎn)亮點(diǎn)亮LED：位操作、并行操作：位操作、并行操作4. 延時(shí)的實(shí)現(xiàn)：延時(shí)的實(shí)現(xiàn)：for、while5. 循環(huán)的實(shí)現(xiàn)：循環(huán)的實(shí)現(xiàn)：for、while2.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)2022-2-13272.4.6 硬件優(yōu)化硬件優(yōu)化1. 驅(qū)動(dòng)才干：拉電流驅(qū)動(dòng)才干：拉電流(100uA)、灌電流、灌電流(10mA)3. 鎖定輸出鎖定輸出(鎖存器鎖存器)：74LS373、74LS5734. 節(jié)約引腳節(jié)約引腳(串入并出串入并出)：74LS164、74LS5952.4 MCS-51的的IO口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)口驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)2. 電流放大電流放大(驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器)：三極管、緩沖器：三極管、緩沖器(74LS245)2022-2-13282.3.7 軟件優(yōu)化軟件優(yōu)化2. 循環(huán)的運(yùn)用循環(huán)的運(yùn)用3. LED