關(guān)于單片機(jī)I/0口置低的引腳不能拉高的問題

　　讀-修改-寫指令的特點是，從端口輸入(讀)信號，在單片機(jī)內(nèi)加以運算(修改)后，再輸出(寫)到該端口上。下面是幾條讀--修改-寫指令的例子。

　　P0端口是8031單片機(jī)的總線口，分時出現(xiàn)數(shù)據(jù)D7一D0、低8位地址A7一AO，以及三態(tài)，用來接口存儲器、外部電路與外部設(shè)備。P0端口是使用最廣泛的I/O端口。

　　2、作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口使用時的工作原理

　　在訪問外部存儲器時P0口作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口使用。

　　這時多路開關(guān)‘控制’信號為‘1’，‘與門’解鎖，‘與門’輸出信號電平由“地址/數(shù)據(jù)”線信號決定;多路開關(guān)與反相器的輸出端相連，地址信號經(jīng)“地址/數(shù)據(jù)”線→反相器→V2場效應(yīng)管柵極→V2漏極輸出。

　　例如：控制信號為1，地址信號為“0”時，與門輸出低電平，V1管截止;反相器輸出高電平，V2管導(dǎo)通，輸出引腳的地址信號為低電平。請看下圖(蘭色字體為電平)：

　　P0口又作為數(shù)據(jù)總線使用。在訪問外部程序存儲器時，P0口輸出低8位地址信息后，將變?yōu)閿?shù)據(jù)總線，以便讀指令碼(輸入)。

　　在取指令期間，“控制”信號為“0”，V1管截止，多路開關(guān)也跟著轉(zhuǎn)向鎖存器反相輸出端Q非;CPU自動將0FFH(11111111，即向D鎖存器寫入一個高電平‘1’)寫入P0口鎖存器，使V2管截止，在讀引腳信號控制下，通過讀引腳三態(tài)門電路將指令碼讀到內(nèi)部總線。請看下圖

　　如果該指令是輸出數(shù)據(jù)，如MOVX @DPTR，A(將累加器的內(nèi)容通過P0口數(shù)據(jù)總線傳送到外部RAM中)，則多路開關(guān)“控制”信號為‘1’，“與門”解鎖，與輸出地址信號的工作流程類似，數(shù)據(jù)據(jù)由“地址/數(shù)據(jù)”線→反相器→V2場效應(yīng)管柵極→V2漏極輸出。

　　如果該指令是輸入數(shù)據(jù)(讀外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器)，如MOVX A，@DPTR(將外部RAM某一存儲單元內(nèi)容通過P0口數(shù)據(jù)總線輸入到累加器A中)，則輸入的數(shù)據(jù)仍通過讀引腳三態(tài)緩沖器到內(nèi)部總線，其過程類似于上圖中的讀取指令碼流程圖。

　　通過以上的分析可以看出，當(dāng)P0作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時，在讀指令碼或輸入數(shù)據(jù)前，CPU自動向P0口鎖存器寫入0FFH，破壞了P0口原來的狀態(tài)。因此，不能再作為通用的I/O端口。大家以后在系統(tǒng)設(shè)計時務(wù)必注意，即程序中不能再含有以P0口作為操作數(shù)(包含源操作數(shù)和目的操作數(shù))的指令。

　　二、P1端口的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　P1口的結(jié)構(gòu)最簡單，用途也單一，僅作為數(shù)據(jù)輸入/輸出端口使用。輸出的信息有鎖存，輸入有讀引腳和讀鎖存器之分。P1端口的一位結(jié)構(gòu)見下圖.

　　由上圖可見，要正確地從引腳上讀入外部信息，必須先使場效應(yīng)管關(guān)斷，以便由外部輸入的信息確定引腳的狀態(tài)。為此，在作引腳讀入前，必須先對該端口寫入l。具有這種操作特點的輸入/輸出端口，稱為準(zhǔn)雙向I/O口。8051單片機(jī)的P1、P2、P3都是準(zhǔn)雙向口。P0端口由于輸出有三態(tài)功能，輸入前，端口線已處于高阻態(tài)，無需先寫入l后再作讀操作。

　　P1口的結(jié)構(gòu)相對簡單，前面我們已詳細(xì)的分析了P0口，只要大家認(rèn)真的分析了P0口的工作原理，P1口我想大家都有能力去分析，這里我就不多論述了。

　　單片機(jī)復(fù)位后，各個端口已自動地被寫入了1，此時，可直接作輸入操作。如果在應(yīng)用端口的過程中，已向P1一P3端口線輸出過0，則再要輸入時，必須先寫1后再讀引腳，才能得到正確的信息。此外，隨輸入指令的不同，H端口也有讀鎖存器與讀引腳之分。

　　三、P2端口的結(jié)構(gòu)及工作原理:

　　P2端口的一位結(jié)構(gòu)見下圖：

　　對于8031單片機(jī)必須外接程序存儲器才能構(gòu)成應(yīng)用電路(或者我們的應(yīng)用電路擴(kuò)展了外部存儲器)，而P2端口就是用來周期性地輸出從外存中取指令的地址(高8位地址)，因此，P2端口的多路開關(guān)總是在進(jìn)行切換，分時地輸出從內(nèi)部總線來的數(shù)據(jù)和從地址信號線上來的地址。因此P2端口是動態(tài)的I/O端口。輸出數(shù)據(jù)雖被鎖存，但不是穩(wěn)定地出現(xiàn)在端口線上。其實，這里輸出的數(shù)據(jù)往往也是一種地址，只不過是外部RAM的高8位地址。

　　在輸入功能方面，P2端口與P0和H端口相同，有讀引腳和讀鎖存器之分，并且P2端口也是準(zhǔn)雙向口。

　　可見，P2端口的主要特點包括：

　?、俨荒茌敵鲮o態(tài)的數(shù)據(jù);

　?、谧陨磔敵鐾獠砍绦虼鎯ζ鞯母?位地址;

　　②執(zhí)行MOVX指令時，還輸出外部RAM的高位地址，故稱P2端口為動態(tài)地址端口。

　　即然P2口可以作為I/O口使用，也可以作為地址總線使用，下面我們就不分析下它的兩種工作狀態(tài)。

　　1、作為I/O端口使用時的工作過程

　　當(dāng)沒有外部程序存儲器或雖然有外部數(shù)據(jù)存儲器，但容易不大于256B，即不需要高8位地址時(在這種情況下，不能通過數(shù)據(jù)地址寄存器DPTR讀寫外部數(shù)據(jù)存儲器)，P2口可以I/O口使用。這時，“控制”信號為“0”，多路開關(guān)轉(zhuǎn)向鎖存器同相輸出端Q，輸出信號經(jīng)內(nèi)部總線→鎖存器同相輸出端Q→反相器→V2管柵極→V2管9漏極輸出。

　　由于V2漏極帶有上拉電阻，可以提供一定的上拉電流，負(fù)載能力約為8個TTL與非門;作為輸出口前，同樣需要向鎖存器寫入“1”，使反相器輸出低電平，V2管截止，即引腳懸空時為高電平，防止引腳被鉗位在低電平。讀引腳有效后，輸入信息經(jīng)讀引腳三態(tài)門電路到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。

　　2、作為地址總線使用時的工作過程

　　P2口作為地址總線時，“控制”信號為‘1’，多路開關(guān)車向地址線(即向上接通)，地址信息經(jīng)反相器→V2管柵極→漏極輸出。由于P2口輸出高8位地址，與P0口不同，無須分時使用，因此P2口上的地址信息(程序存儲器上的A15~A8)功數(shù)據(jù)地址寄存器高8位DPH保存時間長，無須鎖存。

　　四、P3端口的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　P3口是一個多功能口，它除了可以作為I/O口外，還具有第二功能，P3端口的一位結(jié)構(gòu)見下圖。

　　P3口的特殊功能(即第二功能)：

　　1、串行I/O處于運行狀態(tài)(RXD,TXD);

　　2、打開了處部中斷(INT0,INT1);

　　3、定時器/計數(shù)器處于外部計數(shù)狀態(tài)(T0,T1)

　　4、執(zhí)行讀寫外部RAM的指令(RD,WR)

　　在應(yīng)用中,如不設(shè)定P3端口各位的第二功能(WR,RD信叼的產(chǎn)生不用設(shè)置),則P3端口線自動處于第一功能狀態(tài)，也就是靜態(tài)I/O端口的工作狀態(tài)。在更多的場合是根據(jù)應(yīng)用的需要，把幾條端口線設(shè)置為第二功能，而另外幾條端口線處于第一功能運行狀態(tài)。在這種情況下，不宜對P3端口作字節(jié)操作，需采用位操作的形式。

　　端口的負(fù)載能力和輸入/輸出操作:

　　P0端口能驅(qū)動8個LSTTL負(fù)載。如需增加負(fù)載能力，可在P0總線上增加總線驅(qū)動器。P1，P2，P3端口各能驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載。

　　前已述及，由于P0-P3端口已映射成特殊功能寄存器中的P0一P3端口寄存器，所以對這些端口寄存器的讀/寫就實現(xiàn)了信息從相應(yīng)端口的輸入/輸出。例如：

　　MOV A， P1 ;把Pl端口線上的信息輸入到A

　　MoV P1， A ;把A的內(nèi)容由P1端口輸出

　　MOV P3， #0FFH ;使P3端口線各位置l

　　在這節(jié)課我們已將51單片機(jī)的4個8位的并行口跟大家一起來分析了一下，在后面的章節(jié)中我們將還會與外設(shè)一起來與大家學(xué)習(xí)。