51单片机IO端口基础知识及应用
文章目录
- 89C51单片机引脚信息
- 单片机IO端口内部结构
- 单片机IO引脚输出应用
- 单片机IO引脚输入应用
- 总结
89C51单片机引脚信息
我们在学习使用任何芯片到时候，可能第一个要注意的就是芯片的引脚信息了，因为我们必须弄懂每个引脚的功能才能更好的设计出对应的电路。本文就来说下89C51单片机的引脚IO端口及应用，学习单片机的IO口的应用也是入门单片机的第一步。
上图是89C51单片机的封装引脚图，89C51单片机有4个IO端口为P0~P3，每个端口有8个引脚，分别对应8个位0~7，每个端口的引脚都可以作为输入输出使用。
单片机IO端口内部结构
其中P3端口有复用功能，比如串口和外部中断功能等，从上两张图中引脚信息也可以看出。
在有使用外部存储器时，P2用作访问外部总线的高8位地址，P0端口用作分时访问外部总线低8位地址和8位数据。
另外P0口没有内部上拉电阻，是一个真正的双向口，引脚内的是一个开漏结构。
P1、P2、P3口的位结构都有一个上拉电阻，因而被称为"准双向口"。正是由于此上拉电阻的存在，所以有些时候P1、P2、P3端口的引脚的外部上拉电阻可以省略，P0端口的引脚某些时候需要考虑使用上拉电阻。下面就以P1端口为例，介绍下单片机引脚输入输出功能的应用。
单片机IO引脚输出应用
单片机IO引脚作为输出时，其实就是控制其引脚内部开关管的通断，从而使引脚输出对应的高低电平。下面给出一张控制led灯的电路图，并讲解IO输出高低电平的控制过程。
上图中使用P1端口的一个引脚控制一个Led灯，红色剪头已经指出了Led亮时电流的流向，主要就是控制引脚内部的开关管的通断来控制Led灯亮灭。
如上图所示，输出数据0时，IO引脚内部开关管导通，从而使IO引脚低电平接地，所以Led灯亮。
当内部总线输出数据为1时，IO引脚内部开关管截止，IO引脚与地断开，通过内部上拉电阻连接到Vcc，所以Led灭。
单片机IO引脚输入应用
单片机IO引脚作为输入时，主要通过外部不同的高低电平输入，从而读出对应的数据1和0的过程，下面就以一张按键输入电路为例讲解按键的识别过程。
从上图中可以很直观的知道，在IO引脚作为输入时，需要先控制其内部开关管断开，不然开关管导通会使IO引脚一直接地，从而读到的会一直是0。在配置开关管断开后，我们就可以读IO引脚数据了，如果读到1，说明按键没有按下，引脚通过上拉电阻接到电源Vcc，如果读到0，说明按键按下，引脚通过按键连接到地。这样我们就可以判断按键按下了。
总结：
1.单片机每一个I/O口都可以独立地作输入或输出口使用，但P0和P2在访问外部存储器时作地址/数据总线，此时它们将不能再作为I/O口使用。
2.当I/O口作为输入时，必须通过程序输出1使内部开关管截止，这样从"管脚Px.x"输入的信号才能在"读管脚"信号的帮助下被正确读走。
3.P1、P2、P3因为内部上拉电阻而被称为"准双向口"。在作输入时，上拉电阻将"管脚Px.x"拉高并在外设输入低电平时向外输出电流。
4.P0口没有内部上拉电阻，是一个真正的双向口。作输入时因开漏结构而浮地。
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