使用74HC595实现IO口的扩展
使用74HC595实现I/O口的扩展
一、实验目的
1. 了解74HC595（串入并出）基本原理和使用
2. 了解数码管的基本原理和驱动方式
3. 学会使用74HC595来驱动静态数码管
二、实验器材
C51单片机开发板（含74HC595芯片，静态数码管）1块
8PIN排线1根
数据线1根
三、实验原理
1. 数码管
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管（还有一种“米”字型的数码管，其段数更多），八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示），其基本原理是：将所有LED的一端（正极、负极均可）连在一起作为一个公共端，然后通过分别控制这组LED的另一个端口来使部分LED点亮，从而达到显示一定字形的目的。
（1）数码管的分类
按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。我们在实际使用中一定要搞清楚数码管是共阴极的还是共阳极的。
（2）数码管段、位引脚的确定（以4位8段数码管为例）
数码管引脚测量分三步：极性判断（共阳极还是共阴极）、公共端判断（位选端口）、段码端判断（段选端口）。
首先要确定数码管是共阴极还是共阳极的：找一个3到5V的直流电源，准备几个1K或者几百欧姆的电阻。将电源的正极串接一个电阻后连在数码管的任意一个脚上，然后将电源的负极逐个接到数码管的其余引脚上，观察数码管的某一段是否会点亮，如果全部引脚试过都没有亮的，那么将电源正极（串电阻）换一个引脚再试，直到有一个LED发光，这时固定电源负极不动，电源正极（串电阻）逐个接到数码管的其余引脚上，如果有8段LED都亮，说明该数码管是共阴极的。相反，按住电源正极不动，电
源负极逐个接到数码管的其余引脚上，如果有8个数码管全亮，那么该数码管是共阳极的。
确定了数码管的极性后，下面该确定数码管的位选端口了。仍旧按照第一步的测量方法，如果测量过程中发现当一个引脚固定后，逐个连接到其余端口上的时候，会有一个数码管的所有段都被点亮了，那么这个固定端就是一个位选端。依照这种方法依次找出其余的3个位选端即可。
最后确定段选端口，根据数码管的极性将电源正极（串电阻）或负极固定在一个位选端上，然后将电源的另一端逐个连接数码管的位选端口以外的引脚，当接到一个引脚上数码管的哪一段点亮，就能够确定该引脚对应那一段了，依次量出全部8段分别对应那个引脚。
经过上面的步骤后，我们就完成了数码管引脚的确定，其实在实际使用过程中，操作熟练的话是不必经过这么繁琐的步骤来确定数码管的引脚的。
（3）数码管的驱动方式：
数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
①静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指将公共端接到电源正极或者电源地上，每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
②动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
在实际使用中，通常都是采用动态显示驱动的方法。在本实例中我们采用的静态驱动的方法。
2. 74HC595功能描述
在本实例中我们使用了一片74HC595来驱动8位数码管的位选端口，下面就简单介绍一下74HC595的功能。74HC595是带锁存功能的三态输出的8位串行输入/并行输出的移位寄存器。由于它自带锁存器，所以其数据在移位寄存器中的移位与锁存器的输出是独立的，当数据移位时，可以保持锁存器输出的数据不改变，等所有8位数据全部串入完成移位操作后，一次性的将数据打入锁存器中，从而实现了并行输出的同步改变。另外该芯片可以进行级联，能够实现8Xn个并口扩展。下图是74HC595的逻辑功能表
51单片机P1口输入输出实验实验报告
实验一P1口输入输出实验 一实验目的 1 掌握P1口作为I/O口时的使用方法。 2 理解读引脚和读锁存器的区别。 二实验原理 由 AT89C51 组成的单片机系统，通常情况下 P0 口分时复用作为地址、数据总线， P2 口提供 A15-A8 即高 8 位地址， P3 口用作第二功能，只有 P1 口用作 I/O 口。 P1 口是 8 位准双向口，它的每一位都可独立地定义为输入或输出。既可作为 8 位的并行 I/O 口，也可作为 8 个不同的输入输出端。 P1 口的结构如图 2.1 所示，当其工作在输入方式时，对应锁存器必须先写 1 ，才能正确地读到引脚上的信号，否则，若对应锁存器的值为 0 ，执行读引脚指令时，读到的结果永远为 0 。每个 I/O 端口都有两种读入，即读锁存器和读引脚，读引脚指令一般都是以 I/O 端口为源操作数的指令，如 MOV C ， P1.3 ，而读锁存器指令一般为“读 - 修改 - 写”指令，如 ANL P1.3 ， C 指令，请同学们在实验中体会。图 2 中， P1.2 作为输出口， P1.3 作为输入口。
三实验内容与要求 1.编写程序实现当P1.3为低电平时（SW1闭合），发光管亮；P1.3为高电平时发光管灭。 修改程序在执行读P1.3之前，先执行CLR P1.3，观察结果是否正确，分析在第二种情况下程序为什么不能正确执行，理解读引脚和读锁存器区别。 四实验内容 实验程序： ORG 0000H MAIN: MOV SP,#60H ; 设置堆栈指针SP为60H MOV P1,#0FFH ;当P1口用作输入时,所有位对应的锁存器必须先置1 LOOP: ;CLR P1.3 MOV C,P1.3 ;读P1.3 JC LIGHT CLR P1.2 ;LED灭 SJMP LOOP LIGHT: SETB P1.2 ;LED 亮 SJMP LOOP RET END 若在执行读P1.3之前，先执行CLR P1.3，观察结果将会不正确。 五实验结论 1、当P1口用作输入时,所有位对应的锁存器必须先置1 2、在执行读P1.3之前，先执行CLR P1.3，观察结果不正确，程序不能正确执行，因为系统读取的是锁存器的状态。 3、读引脚和读锁存器区别：第一种方式是将引脚作为输入，那是真正地从外部引脚读进输入的值，第二种方式是该引脚处于输出状态时，有时需要改变这一位的状态，则并不需要真正地读引脚状态，而只是读入锁存器的状态，然后作某种变换后再输出。
51单片机IO口使用经验绝对经典
绝对经典 按常规，在51端口（P1、P2、P3）某位用作输入时，必须先向对应的锁存器写入1，使FET截止。一般情况是这样，也有例外。所谓IO口内部与电源相连的上拉电阻而非一常规线性电阻，实质上，该电阻是由两个场效应管并联在一起：一个FET为负载管，其阻值固定；另一个FET 可工作在导通或截止两种状态（姑且叫可变FET）。使其总电阻值变化近似为0或阻值较大（20千欧--40千欧）两种情况。当和端口锁存器相连的FET由导通至截止时，该阻值近似为0，可将引脚快速上拉至高电平；当和锁存器相连的FET由截止至导通时，该电阻呈现较大阻值，限制了和端口锁存器相连的FET的导通电流。 51I/O口作为输入端和外部信号相连有时必须考虑上述特性，本人在设计LTP1245热敏打印头驱动板时，资料上推介热敏头“抬头”和“纸尽”信号由头中内嵌检测电路提供，MCU IO口采集该信号时需加缓冲（如74HC04）。当时本人认为51IO口上拉电阻为一较大阻值的固定电阻，对输入信号无影响，故未加缓冲电路（为降低成本能省则省）。可到调试PCBA时发现，“抬头”、“纸尽”状态变化时，采集信号只在3.90V--5.10V之间变化,应为低电平时无低电平输出。究其原因，打印头的“抬头”、“缺纸”信号输出为一光敏三极管的集电极输出，集电极和电源间原有一个负载电阻，饱和导通设计工作电流仅为450--1100微安，当该集电极直接和MCU IO口某位相连时，IO口上拉电阻和光敏三极管负载电阻并联，当IO口上拉时，上拉电阻极小致使光敏三极管直流负载线斜率陡然增大，工作状态进入放大区而非希望的饱和区。当时在不改硬件的条件下，我几乎无计可施，甚至想到了准备烧断IO口上拉电阻（前两天我曾发帖求救怎么烧断IO 口上拉电阻的方法）后来听网友建议该方法风险较大，所以总想用软件方法解决。 后来我的解决方法是：采样信号前不是先向对应锁存器写1，而是先写入0，再写入1，延时约10毫秒以上，然后再采样（当然此法只适应于采样频率很低的情况）。这样作的目的是：先写入0迫使IO口上拉电阻先为一较大值，此时如果外部光敏三极管本来处于截止状态，当完成上述一系列锁存器的写入过程后光敏管仍为截止态，IO口正确采样到高电平；此时如果外部
实验 并行IO口8255扩展
实验三并行I/O口8255扩展 一、实验目的 1、了解8255A芯片的结构以及编程方法 2、掌握通过8255A并行口读取开关数据的方法 二、实验说明 本次实验用通过8255扩展接口，仅通过P0端口控制8只集成式7段数码管的显示控制。8255A的PA、PB 端口分别连接8位数码管的段码和位码，程序控制数码管滚动显示一串数字。 三、实验线路图 四、实验步骤 1、先建立文件夹“ex3”，然后建立“ex3”工程项目，最后建立源程序文件“ex3.c”，输入如下源程序；/******************************************* 实验3：用8255实现接口扩展 ******************************************/ #include
#define uint unsigned int //PA,PB,PC端口及命令端口地址定义 #define PA XBYTE[0x0000] //定义8255A地址 #define PB XBYTE[0x0001] //定义8255B地址 #define PC XBYTE[0x0002] //定义8255B地址 #define COM XBYTE[0x0003] //定义8255B控制寄存器地址 //待显示字符队列编码 uchar code DSY_CODE_Queue[ ]= {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xA4,0xC0,0xC0,0x80,0xC0,0x80,0xF9,0x80, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}; //共阳极的7段集成式数码管对应编码 // 0:0xc0 // 1:0xcf // 2:0xa4 // 3:0xb0 // 4:0x99 // 5:0x92 // 6:0x82 // 7:0xf8 // 8:0x80 // 9:0x90 // A:0x88 // B:0x83 // C:0xc6 // D:0xa1 // E:0x86 // F:0x8e // DOT:0x7f //数码管选通 uchar DSY_Index[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; //延时 void DelayMS (uint ms) {uchar i; while(ms--) for (i=0;i<120;i++); } /********主程序********/ void main( ) { uchar i,j,k; //8255工作方式选择:PA,PB均输出,工作方式0 COM=0x80; while(1)
简单IO口扩展实验报告样本
计算机与信息技术学院综合性实验报告 专业：通信工程年级/班级：09级 2011—2012学年第一学期课程名称单片机原理及应用指导教师祝天龙 学号姓名张乐 0908224061 实验地点计科楼 214 实验时间周二第三节课 项目名称简单I/O口扩展(交通灯) 实验类型综合性 一、实验目的 1.学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法。 2.学习数据输出程序的设计方法。 3.学习模拟交通灯控制的实现方法。 二、实验仪器或设备 CPU挂箱、AT89S51CPU模块 三、实验内容 扩展实验箱上的74LS273做为输出口，控制八个发光二极管亮灭，模拟交通灯管理。 四、总体设计（设计原理、设计方案及流程等） 首先必须了解交通路灯的亮灭规律。本实验需要用到实验箱上八个发光二极管中的六个，即红、黄、绿各两个。不妨将L1(红)、L2（绿）、L3（黄）做为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）做为南北方向的指示灯。而交通灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。 五、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 1、实验箱244/273 PORT单元的O0～O7接实验箱上发光二极管L1～L8; 2、74LS273的片选CS273接片选信号CSO（CPLD ENCODER UNIT），此时74LS273的片选地址为CFA0H～CFA7H之间任选; 3、运行实验程序，观察LED显示情况是否与实验内容相符;
单片机io口理解
【转】单片机IO口设置推挽和开漏的区别（转自网易博客冷水泡茶的日志）2010-09-28 13:43 单片机IO口设置推挽和开漏的区别 一般情况下我们在电路设计编程过程中设置单片机，大多是按照固有的模式去做的，做了几年这一行了，也没碰到过什么问题。昨天就遇到了这样一个问题，电路结构如图一，在这种情况下STC单片机与410单片机通讯是没问题的 但是与PC就无法通讯了，STC收不到PC的命令，以前410的位置是用的STC的片子一直没问题，我想也许是驱动能力不够，在410TX端加了上拉，不过没起作用。 用示波器监视串口得到面的波形 这说明sp3232下拉得不够，于是加了下拉，还是没起作用。又把410端口内部的上拉去掉，结果还是一样。 最后请教老师，在410程序里将TX的工作方式由推挽式改为开漏式，一切ok~！
从网上查了推挽和开漏的区别，放在这里免得以后再到处找了，给自己保存了 我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。 我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 再看图三。图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。 对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。 另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电
存储器和IO扩展实验,计算机组成原理
科技学院 课程设计实验报告 ( 2014--2015年度第一学期) 名称：计算机组成原理综合实验题目：存储器和I/O扩展实验 院系：信息工程系 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：李梅王晓霞 设计周数：一周 成绩： 日期：2015 年1 月
一、目的与要求 1. 内存储器部件实验 （1）熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处；学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。 （2）理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案； （3）了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系； （4）了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作； （5）加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。 2. I/O口扩展实验 学习串行口的正确设置和使用。 二、实验正文 1．主存储器实验内容 1．1实验的教学计算机的存储器部件设计（说明只读存储器的容量、随机读写器的容量，各选用了什么型号及规格的芯片、以及地址空间的分布） 在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区（ROM，存放监控程序等） 和随读写存储区（RAM）两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容量8KB 的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片 实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分 成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序， 2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作为监 控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩 展内存容量（存储器的字、位扩展）的教学实验。 1．2扩展8K字的存储空间，需要多少片58C65芯片，58C65芯片进行读写时的特殊要求 要扩展8K字的存储空间，需要使用2片（每一片有8KB容量，即芯片内由8192个单元、每个单元由8个二进制位组成）存储器芯片实现。对 58C65 ROM芯片执行读操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低点平， 使能控制信号（/OE）为低电平，读写命令信号（/WE）为高电平，读58C65 ROM 芯片的读出时间与读RAM芯片的读出时间相同，无特殊要求；对58C65 ROM 芯片执行写操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低电平，使能控制信 号（/OE）为高电平，读写命令信号（/WE）为低电平，写58C65 ROM芯片的 维持时间要比写RAM芯片的操作时间长得多。为了防止对58C65 ROM芯片执 行误写操作，可通过把芯片的使能控制引脚（/OE）接地来保证，或者确保读 写命令信号（/WE）恒为高电平。 1．3在实验中思考为何能用E命令直接写58C65芯片的存储单元，而A命令则有时不正确；
51单片机实验报告94890
《单片机与接口技术》实验报告 信息工程学院 2016年9月
辽东学院信息技术学院 《单片机与接口技术》实验报告 姓名：王瑛 学号： 0913140319 班级： B1403 专业：网络工程 层次：本科 2016年9月
目录 实验题目：实验环境的初识、使用及调试方法(第一章) 实验题目：单片机工程初步实验(第二章) 实验题目：基本指令实验(第三章)4 实验题目：定时器/计数器实验(第五章)4 实验题目：中断实验(第六章)4 实验题目：输入接口实验(第八章)4 实验题目：I/O口扩展实验(第九章)4 实验题目：串行通信实验（第十一章）4 实验题目：A/D,D/A转换实验（第十七章）4
实验题目：实验环境的初识、使用及调试方法实验 实验类型：验证性实验课时： 1 时间：2016年10月24日 一、实验内容和要求 了解单片机的基础知识 了解51单片机的组成和工作方法 掌握项目工程的建立、编辑、编译和下载的过程方法 熟练单片机开发调试工具和方法 二、实验结果及分析 单片机最小系统的构成： Keil集成开发环境:
STC-ISP:
实验题目：单片机工程初步实验 实验类型：验证性实验课时： 1 时间：2016 年10 月24 日一、实验内容和要求 点亮一个LED小灯 程序下载到单片机中 二、实验结果及分析 1、点亮一个LED小灯 点亮LED小灯的程序： #include
51单片机IO口使用DE 经验
DANPAINJI 51单片机I/O口使用经验 字体大小: 小中大作者：来源：日期：2006-08-18 点击：364 按常规，在51端口（P1、P2、P3）某位用作输入时，必须先向对应的锁存器写入1，使FET 截止。一般情况是这样，也有例外。所谓IO口内部与电源相连的上拉电阻而非一常规线性电阻，实质上，该电阻是由两个场效应管并联在一起：一个FET为负载管，其阻值固定；另一个FET可工作在导通或截止两种状态（姑且叫可变FET）。使其总电阻值变化近似为0或阻值较大（20千欧--40千欧）两种情况。当和端口锁存器相连的FET由导通至截止时，该阻值近似为0，可将引脚快速上拉至高电平；当和锁存器相连的FET由截止至导通时，该电阻呈现较大阻值，限制了和端口锁存器相连的FET的导通电流。 51I/O口作为输入端和外部信号相连有时必须考虑上述特性，本人在设计LTP1245热敏打印头驱动板时，资料上推介热敏头“抬头”和“纸尽”信号由头中内嵌检测电路提供，MCU IO口采集该信号时需加缓冲（如74HC04）。当时本人认为51IO口上拉电阻为一较大阻值的固定电阻，对输入信号无影响，故未加缓冲电路（为降低成本能省则省）。可到调试PCBA时发现，“抬头”、“纸尽”状态变化时，采集信号只在3.90V--5.10V之间变化,应为低电平时无低电平输出。究其原因，打印头的“抬头”、“缺纸”信号输出为一光敏三极管的集电极输出，集电极和电源间原有一个负载电阻，饱和导通设计工作电流仅为450--1100微安，当该集电极直接和MCU IO口某位相连时，IO口上拉电阻和光敏三极管负载电阻并联，当IO口上拉时，上拉电阻极小致使光敏三极管直流负载线斜率陡然增大，工作状态进入放大区而非希望的饱和区。当时在不改硬件的条件下，我几乎无计可施，甚至想到了准备烧断IO口上拉电阻（前两天我曾发帖求救怎么烧断IO口上拉电阻的方法）后来听网友建议该方法风险较大，所以总想用软件方法解决。 后来我的解决方法是：采样信号前不是先向对应锁存器写1，而是先写入0，再写入1，延时约10毫秒以上，然后再采样（当然此法只适应于采样频率很低的情况）。这样作的目的是：先写入0迫使IO口上拉电阻先为一较大值，此时如果外部光敏三极管本来处于截止状态，当完成上述一系列锁存器的写入过程后光敏管仍为截止态，IO口正确采样到高电平；此时如果外部光敏三极管基极电流足够大有容许三极管饱和导通的条件（即基极吸收到充分光强），虽然采样一开始集电极被人为钳位在低电平，但当下一时隙和IO口相连的锁存器被写入1时，在IO口上拉电阻中的可变FET导通之前，光敏三极管已先进入饱和态而又把引脚钳位在实际输出的低电平，此时MCU IO口的上拉电阻仍为较大阻值，同时和原光敏三极管集电极负载电阻并联（考虑并联后阻值变化，原光敏三极管集电极负载电阻需增大到适当阻值）充当饱和导通后光敏三极管的负载电阻，事实上，IO口上拉电阻中的可变FET未来得及导通又被截止了，由此又保证了信号低电平的正确采样。经过波形测试问题得
单片机实验一,I／O端口实验报告(2)
单片机原理与接口技术实验 实验一 I/O端口实验（2） 系别：通信工程系 专业：通信工程系11级 学号：233201122041 姓名： 实验时间：2014年3月6日 撰写日期：2014年3月9日
实验一 I/O端口实验（2） 一、实验目的 1、掌握单片机通用I/O端口的使用方法； 2、掌握I/O端口数据输入/输出的方法。 二、实验内容（与本次实验报告标题括号中的数字对应） 2、当开关状态为0101（K5K6K7K8）时，四个灯循环右移；当开关状态为1010（K5K6K7K8）时，四个灯循环左移；当开关为其它状态时，在LED1～LED4上显示开关状态。程序运行时，拨动开关，显示立即跟着变化。【基础，周四下午每人做】 三、实验设计思路 对于该题，因为有3种情况，所以参考课本P68程序，在while循环结构内添加if-else条件判断语句，分别区分右移、左移、与开关状态一致3种情况。 四、电路原理图及接线说明 绘制本次实验用到的部分完整电路原理图如下： 开关K5K6K7K8与P2.0~P2.3相连线；
LED：1～8和P1.0～P1.7相连线。 五、实验流程图 见下图： 六、调试过程及实验现象 对于第该题，一开始运行灯全亮，经按F8逐步调试后，发现P2的值怎么也无法赋给变量b，导致无论如何拨动开关，b的值都不会改变，一直等于FF，使灯全亮。后来经助教指点方知是P2口没有设置为I/O模式，以致于无法将P2的值传输给b。修改设置后，一切运行正常。 七、总结 本次实验的实验难度不大，第一题参考课本的8位左移右移例子稍作修改便可运行，因为实验原理一样；但却因为一开始自己不够细心导致的一些软件设置
实验一 简单IO口扩展实验
实验一简单I / O口扩展实验 一、实验目的 1、熟悉74LS273，74LS244的应用接口方法。 2、掌握用锁存器、三态门扩展简单并行输入、输出口的方法。 二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。 三、实验内容 逻辑电平开关的状态输入74LS244，然后通过74LS273锁存输出，利用LED显示电路作为输出的状态显示。 四、实验原理介绍 本实验用到两部分电路：开关量输入输出电路，简单I/O口扩展电路。 五、实验步骤 1、实验接线： CS0 ：CS244 CS1 ：CS273 K1~K8 ：I0~I7（对应连接） O0~O7 ：LED1~LED8 2. 编辑程序，单步运行，调试程序。 3. 用K1控制LED1、LED2，K2控制LED3、LED4，K3控制LED5、LED6， K4控制LED7、LED8 4. 调试通过后，全速运行程序，观看实验结果。 5..编写实验报告。 六、实验提示 74LS244或74LS273的片选信号可以改变，如连接CS2，此时应同时修改程序中相应的地址；LED发光二极管为共阴结构，注意电平逻辑。
七、实验结果 程序全速运行后，逻辑电平开关的状态改变应能在LED上显示出来。例如：K2置于L位置，则对应的LED2应该点亮。 程序框图如下： 程序源代码清单: assume cs:code code segment public org100h start:mov dx,04a6h mov ax,90h out dx,ax mov al,0feh start1: mov dx,04a0h in al,dx test ax,01h
实验四 简单IO口扩展实验
实验四简单I/O口扩展实验 4.1实验目的 1. 熟悉74LS273，74LS244的应用接口方法。 2. 掌握用锁存器、三态门扩展简单并行输入、输出接口的方法。 4.2实验条件 1. 北京达盛科技有限公司“缔造者”电子电气技术综合实验台、CPU挂箱、8086CPU模块。 2. PC机1台，已安装实验台8086开发调试软件。 3. 万用表。 4.3实验内容 本实验用到CPU挂箱两部分电路：开关量输入输出电路、简单I/O口扩展电路。实验要求：采用74LS244输入逻辑电平开关K1～K8的状态，然后通过74LS273锁存输出，利用LED 显示电路作为输出的状态显示。 4.4实验步骤 1. 实验接线 将CPU挂箱上简单I/O口扩展电路中的CS244、CS273分别与地址译码电路的CS0、CS1 相连，简单I/O口扩展电路中的IN 0～IN 7 、 O ～O 7 分别与开关量输入输出电路的K1～K8、 LED1～LED8相连。 2. 建立PC机与8086CPU模块间的通讯连接 将8086CPU模块正确地放在CPU挂箱上的CPU插槽中，系统上电后按下RESET键，几秒钟之后如果显示“P_”，说明CPU挂箱上的8086系统复位及8086CPU模块监控程序运行正常。在PC机上打开8086开发调试软件，根据提示按下RESET键，几秒种后如果显示“C_”，说明与PC机通讯正常，同时8086开发调试软件用户界面提示通讯成功。如果通讯不成功，试着选择串口COM2。 3. 编辑汇编语言源程序 8086开发调试软件是将编辑、汇编、连接和调试集成在一起的综合开发环境，同时具有断点设定、程序下载到实验台等功能。选择“文件”→“新建”选项，建立一个源文件，输入源程序并保存。 4. 编译源程序 选择“编译”→“编译”选项，8086开发调试软件的此项功能完成对源程序的汇编、连接，生成可执行程序。 5. 下载可执行程序到实验台 选择“编译”→“链接”选项，8086开发调试软件的此项功能是将可执行程序下载到
单片机IO口结构与工作原理
一、P0端口的结构及工作原理 P0端口8位中的一位结构图见下图： 由上图可见，P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成。 下面，先分析组成P0口的各个部分： 先看输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态（或称为禁止状态），上面一个是读锁存器的缓冲器，下面一个是读引脚的缓冲器，读取P0.X引脚上的数据，要使这个三态缓冲器有效，引脚上的数据才会传输到部数据总线上。 D锁存器：在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。D端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。 多路开关：在51单片机中，不需要外扩展存储器时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为‘地址/数据’总线使用。这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。当多路开关与下面接通时，P0口是作为普通的I/O口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0口是作为‘地址/数据’总线使用的。 输出驱动部份：P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。
P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0（低电平），V1管截止，多路开关是与锁存器的Q非端相接的（即P0口作为I/O口线使用）。作为地址/数据线使用时，多路开关的控制信号为1，V1管由地址/数据线决定，多路开关与地址/数据线连接。 输出过程： 1、I/O输出工作过程：当写锁存器信号CP有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。这时多路开关的控制信号为低电平0，V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻。 下图就是由部数据总线向P0口输出数据的流程图（红色箭头）。 2、地址输出过程 控制信号为1，地址信号为“0”时，与门输出低电平，V1管截止；反相器输出高电平，V2管导通，输出引脚的地址信号为低电平。
单片机---简单IO口扩展实验一.
实验三简单 I/O口扩展实验一 ——交通灯控制实验 一、实验目的: 1. 学习在单片机系统中扩展简单 I/O接口的方法。 2. 学习数据输出程序的设计方法。 3. 学习模拟交通灯控制的实现方法。 二、实验设备: EL-8051-III 型单片机实验箱 三、实验内容: 扩展实验箱上的 74LS273做为输出口,控制八个发光二极管亮灭,模拟交通灯管理。四、实验原理: 要完成本实验,首先必须了解交通路灯的亮灭规律。本实验需要用到实验箱上八个发光二极管中的六个,即红、黄、绿各两个。不妨将 L1(红、 L2(绿、 L3(黄做为东西方向的指示灯,将 L5(红、 L6(绿、 L7(黄做为南北方向的指示灯。而交通灯的亮灭规律为:初始态是两个路口的红灯全亮,之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮, 东西方向通车,延时一段时间后,东西路口绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,东西路口红灯亮,而同时南北路口的绿灯亮,南北方向开始通车,延时一段时间后,南北路口的绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,再切换到东西路口方向,重复上述过程。各发光二极管的阳极通过保护电阻接到 +5V的电源上,阴极接到输入端上,因此使其点亮应使相应输入端为低电平。 五、实验原理图 六、实验步骤:
1. 实验箱 244/273 PORT单元的 O0~O7接实验箱上发光二极管 L1~L8; 2.74LS273的片选 CS273接片选信号 CSO (CPLD ENCODER UNIT ,此时74LS273的片选地址为 CFA0H ~CFA7H 之间任选 ; 3.运行实验程序,观察 LED 显示情况是否与实验内容相符 ; 七、程序框图:
单片机实验报告二 单片机IO口实验
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：?验证?综合?设计?创新实验日期：2019.4.16 实验成绩： 实验二单片机I/O口实验 （一）实验目的 1.掌握单片机最小系统的构成，学习如何控制I/O口来驱动发光二极管，掌握移位和软件延时 程序的编写。 2.熟练掌握STC型开发板的使用方法和注意事项。 3.掌握应用STC_ISP烧录过程； （二）设计要求 利用51单片机及4个LED发光二极管，设计一个单片机流水灯程序，P4.7 /P4.6/ P1.6/ P1.7 来演示跑马灯。其中流水灯的变化形式多样。 （三）实验原理 STC实验箱单片机型号为IAP15W4K32S4-Student，其在线编程与在线仿真可由Keil uVision4集成开发环境和STC系列单片机在线可编程（ISP）电路实现： 1.设置STC仿真器：运行STC-ISP在线编程软件，选择“keil 仿真设置”选项，如图1 所示，单击“添加型号和头文件到keil中/ 添加STC仿真器驱动到keil中”，弹出“浏 览文件夹”对话框，在浏览文件夹中选择keil的安装目录，单击“确定”按钮即完成添 加。根据所用芯片，单击“将IAP15W4K32S4-Student设置为仿真芯片”。 图1 2.Keil uVision4环境设置：选择菜单命令Project →Options for Target →Debug，选中 “STC Monitor-51 Driver”，勾选“Load Application at Startup”选项和“Run to main()” 选项，如图2所示。单击图2右上角的“settings”按钮，弹出硬件参数设置对话框，如 图2所示，根据仿真电路所使用的串口号（本机所用为串口5）选择串口端口，如图3 所示：
实验七 8255 并行IO扩展实验
实验七8255 并行I/O扩展实验 一、实验要求 利用8255 可编程并行口芯片，实现输入、输出实验，实验中用8255PA 口作读取开关状态输入，8255PB 口作控制发光二极管输出。 二、实验目的 1、了解8255 芯片结构及编程方法。 2、了解8255 输入、输出实验方法。 三、实验电路及连线 1、Proteus 实验电路 2、硬件验证实验 硬件连接表 四、实验说明
1、8255A 芯片简介：8255A 可编程外围接口芯片是INTEL 公司生产的通用并行接口芯片，它具有A、B、C 三个并行接口，用+5V 单电源供电，能在以下三种方式下工作： 方式0：基本输入/ 输出方式 方式l：选通输入/ 输出方式 方式2：双向选通工作方式 2、使8255A 端口A 工作在方式0 并作为输入口，读取Kl-K8 个开关量，PB 口工作在方式0作为输出口。 五、实验程序流程图 六、实验步骤 1、Proteus 仿真 a.在Proteus 中打开设计文档8255_STM.DSN； b.建立实验程序并编译，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。 参考程序： CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE IOCON EQU 8006H IOA EQU 8000H IOB EQU 8002H IOC EQU 8004H START: MOV AL,90H MOV DX,IOCON OUT DX,AL NOP START1: NOP NOP MOV AL,0 MOV DX,IOA IN AL,DX NOP NOP MOV DX,IOB OUT DX,AL JMP START1 CODE ENDS END START
单片机io口实验报告
实验一 以下所有KEIL工程、程序均命名为自己姓名的拼音 一、实验目的： 熟悉KEIL软件的开发，掌握程序下载流程 二、实验环境： 1.硬件：PC微机、单片机开发板 2.软件：KEIL 三、实验步骤： 1.在KEIL中新建工程文件，在工程文件下新建C文件“姓名首字母.c”并加入到工程 中（注意C语言编程时，工程中要保留STARTUP.A51汇编文件）。 2.编写程序，初始化内部数据寄存器0x40开始的100个地址单元，写入0x55，然后复 制到0x60开始的存储器中，使用软件仿真的方式调试程序，观察程序模拟运行的结果： #include "reg52.h" unsigned char *p,*q; unsigned char i; int main(){ p=0x40; for(i=0;i<10;i++) { *p=0x55; p++; } for(i=0;i<10;i++) { *p=*q;
q++; p++; while(1); } } 调试时，在调试界面中依次找到 a) 变量观察窗口 b) 存储器窗口 c) 单步运行 d) 全速运行 程序运行结果（存储器窗口截图）： 3.编写程序，控制实验板上的LED灯：D1-D3点亮，D4-D7熄灭，D8点亮#include”reg52.h” sbit P1_4=P1^4; int main() { P1_4=0; P0=0x1E;
While(1); } 4.编写C语言程序，实现LED灯循环点亮 #include "reg52.h" void delay (unsigned z) { while(z--); } int main() { unsigned char i; P1&=~(0x01<<4); P0=0xff; i=0x01; while (1) { P0=~i; i=i<<1; if(i==0x0) i=0x01; delay(10000); } } 四、实验总结
实验二单片机IO口的使用
姓名：学号：日期： 实验二单片机I/O口的使用 一、实验名称：单片机I/O口的使用 二、实验目的 1.掌握在Keil环境下建立项目、添加、保存源文件文件、编译源程序的方法； 2.掌握运行、步进、步越、运行到光标处等几种调试程序的方法； 3.掌握在Proteus环境下建立文件原理图的方法； 4.实现Proteus与Keil联调软件仿真。 三、使用仪器设备编号、部件及备件 1.实验室电脑； 2.单片机实验箱。 四、实验过程及数据、现象记录 1.在Proteus环境下建立如下仿真原理图，并保存为文件； 原理图中常用库元件的名称： 无极性电容：CAP 极性电容：CAP-ELEC 单片机：AT89C51 晶体振荡器：CRYSTAL 电阻：RES 按键：BUTTON 发光二极管：红色LED-RED 绿色LED-GREEN 蓝色LED-BLUE 黄色LED-YELLOW 2.在Keil环境下建立源程序并保存为.ASM文件，生成.HEX文件； 参考程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV A,# H LOOP: MOV P2,A CALL DELAY SJMP LOOP DELAY: MOV R1,# H DL1: MOV R2,# H DL2: MOV R3,# H DJNZ R3,$
DJNZ R2,DL2 DJNZ R1,DL1 RET END 将以上程序补充完整，流水时间间隔为50ms。 3.将.HEX文件导入仿真图，运行并观察结果； 4.利用Keil软件将程序下载至实验箱，进行硬件仿真，观察实验结果。 五、实验数据分析、误差分析、现象分析 现象：进行软硬件仿真时，观察到8支LED发光二极管流水发光。 六、回答思考题 1.如何让改变流水方向？ 2.若将R3至R10上拉电阻省略，8支LED还能正常发光吗？ 3.如果将LED接到P0口与接到P2口硬件设计时应注意什么问题？ Keil软件建立项目的方法： 1.新建项目 2.新建文件 3.添加文件 4.设置选项 5.重建所有目标文件 6.调试仿真
单片机实验报告 (3)
单片机原理及接口技术 学院：光电信息科学与技术学院班级：——实验报告册 083-1 实验一系统认识实验 1.1 实验目的 1. 学习keil c51集成开发环境的操作。 2. 熟悉td-51系统板的结构和使用。 1.2实验仪器 pc 机一台，td-nmc+教学实验系统。 1.3实验内容 1. 编写实验程序，将00h—0fh共16个数写入单片机内部 ram 的30h—3fh空间。 2.编写实验程序，将00h到0fh共16个数写入单片机外部ram的1000h到100fh空间。 1.4 源程序 https://www.360docs.net/doc/c42502455.html, 0000h mov r1,#30h mov r2, #10h mov a, #00h mov @r1, a inc r1 inc a djnz r2,loop sjmp $ end 2. org 0000h mov dptr, #1000h mov r2, #10h mov a, #00h movx @dptr, a inc dptr inc a djnz r2,loop sjmp $ end loop: loop: 1.5 实验步骤 1.创建 keil c51 应用程序 （1）运行 keil c51 软件，进入 keil c51 集成开发环境。 - 3 -（2）选择工具栏的 project 选项，弹出下拉菜单，选择 newproject 命令，建立一个新的μvision2 工程。选择工程目录并输入文件名 asm1 后，单击保存。 （3）工程建立完毕后，弹出器件选择窗口,选择 sst 公司的 sst89e554rc。（4）为工程添加程序文件。选择工具栏的 file 选项，在弹出的下拉菜单中选择 new 目录。 （5）输入程序，将 text1 保存成asm1.asm。 （6）将asm1.asm源程序添加到 asm1.uv2 工程中，构成一个完整的工程项目。 2.编译、链接程序文件（1）设置编译、链接环境 （2）点击编译、链接程序命令，此时会在 output window 信息输出窗口输出相关信息。 3.调试仿真程序 （1）将光标移到 sjmp $语句行，在此行设置断点。 （2）运行实验程序，当程序遇到断点后，停止运行，观察存储器中的内容，验证程序功能。 1.6 实验结果. 2. 4 实验二查表程序设计实验 2.1实验目的 学习查表程序的设计方法，熟悉 51 的指令系统。 2.2实验设备 pc 机一台，td-nmc+教学实验系统 2.3实验内容 1.通过查表的方法将 16 进制数转换为 ascii 码； 2.通过查表的方法实现y＝x2，其中x为0—9的十进制数，以bcd码表示，结果仍以bcd 码形式输出。
i0口输入输出实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除i0口输入输出实验报告 篇一：实验二I-o口输入、输出实验报告 单片机实验报告2 姓名学号 时间地点 实验题目I/o口输入、输出实验 一、实验目的 1.学习I/o口的使用方法。 2.学习延时子程序、查表程序的编写和使用。 二、实验仪器和设备 pc机、wAVe软件、仿真器+仿真头、实验板、电源等。 三、实验说明 本实验1通过单片机的I/o口控制LeD的亮灭，从而观察I/o口的输出。实验2通过单片机的I/o口接受按键动作信息，然后通过LeD和数码管指示。通过本实验学生可以掌握单片机I/o口输入输出的控制方法，同时也可以掌握单片机延时子程序、查表程序的编写和调试方法。要求预先编写
好程序并通过伟福仿真软件调试。 四、实验内容 1、p0口做输出口，接八只LeD，编写程序，使LeD循环点亮,间隔0.5秒。 2、p1．0--p1．7作输入口接拨动开关s0--s7；p0.0--p0.7作输出口，接发光二极管L1—L8，编写程序读取开关状态，将此状态在对应的发光二极管上显示出来，同时将开关编号（0—7）显示在LeD数码管上。编程时应注意p1作为输入口时应先置1，才能正确读入值。 五、实验电路连线 p0．0----LeD0p1．0-----s0p0．1----LeD1p1．1-----s1p 0．2----LeD2p1．2-----s2p0．3----LeD3p1．3------s3p 0．4----LeD4p1．4------s4p0．5----LeD5p1．5------s5 p0．6----LeD6p1．6------s7p0．7----LeD7p1．7------s8 实验1：p0口循环点灯实验2：p1、p0口输入输出 ag fba bcdefgh(dp) e h(dp) 实验2：LeD数码管各段与I/o的连接d c
51单片机IO端口的四种输入输出模式
51单片机IO端口的四种输入输出模式(by wuleisly) 单片机I O口的使用对所有单片机玩家来说都是“家常便饭”，但是你真的了解I O 口吗？你真的能按你的需要配置I O口吗？ 一、准双向口输出 准双向口输出类型可用作输出和输入功能而不需重新配置 口线输出状态。这是因为当口线 输出为1时驱动能力很弱，允许外部装置将其拉低。当引脚输出为低时，它的驱动能力很强， 可吸收相当大的电流。（准双向口有3个上拉晶体管适应不同的需要） 准双向口读外部状态前,要先锁存为…1?,才可读到外部正确的状态. 二、强推挽输出 推挽输出配置的下拉结构与开漏输出以及准双向口的下拉 结构相同，但当锁存器为1时提供持续的强上拉。推挽模式一般用于需要更大驱动电流的情况。 三、仅为输入（高阻） 输入口带有一个施密特触发输入以及一个干扰抑制电路。 四、开漏输出配置(若外加上拉电阻，也可读) 当口线锁存器为0时，开漏输出关闭所有上拉晶体管。当作为一个逻辑输出时，这种配置方式必须有外部上拉，一般通过电阻外接到V c c。如果外部有上拉电阻，开漏的I/O口还可读外部状态，即此时被配置为开漏模式的I/O口还可作为输入I/O口。这种方式的下拉与准双向口相同。 开漏端口带有一个施密特触发输入以及一个干扰抑制电路。 关于I/O口应用注意事项： 1.有些是I/O口由低变高读外部状态时,读不对,实际没有损坏,软件处理一下即可。 因为1T的8051单片机速度太快了,软件执行由低变高指令后立即读外部状态,此时由于实际输出还没有变高,就有可能读不
对,正确的方法是在软件设置由低变高后加1到2个空操作指令延时,再读就对了. 有些实际没有损坏,加上拉电阻就OK了 有些是外围接的是NP N三极管,没有加上拉电阻,其实基极串多 大电阻,I/O口就应该上拉多大的电阻,或者将该I/O口设置为强 推挽输出. 2.驱动L E D发光二极管没有加限流电阻,建议加1K以上的限流电阻,至少也要加470欧姆以上 做行列矩阵按键扫描电路时,实际工作时没有加限流电阻,实际工作时可能出现2个I/O口均输出为低,并且在按键按下时,短接在一起,我们知道一个C MOS电路的2个输出脚不应该直接短接在一起,按键扫描电路中,此时一个口为了读另外一个口的状态,必须先置高才能读另外一个口的状态,而8051单?片机的弱上 拉口在由0变为1时,会有2时 钟的强推挽高输出电流输出到另外一个输出为低的I/O口,就有 可能造成I/O口损坏.建议在其中的一侧加1K限流电阻,或者在 软件处理上,不要出现按键两端的I/O口同时为低. 一种典型三极管控制电路: 如果用弱上拉控制，建议加上拉电阻R1(3.3K～10K)，如果不加上拉电阻R1(3. 3K～10K)， 建议R2的值在15K以上，或用强推挽输出。 典型发光二极管控制电路: