单片机输入输出接口
单片机的输入输出设备接口详述
Dispaly(key); } }
} void delay10ms(unsigned char time)
{ unsigned char i; while(time--)
{ for(i=0;i<120;i++) ; } } void Dispaly(unsigned char k) { P0=table[k];
void main() { LABA=0; while(1) { KeyScan(); } } void KeyScan() { P0=0xFF; P0_0=0; temp=P0; temp&=0xF0; if(temp !=0xF0) { buzzer(); delay10ms(20);
temp=P0; key=13;break;
图12-8码拨盘开关
12.1.7 旋转拨码开关 旋转拨码开关常用于示波器手持电台等电子仪器设备
的输入,既具有数字输入的特点，又有电位器模拟操作方 便的优点。通过旋转拨码调节输入，旋转拨码开关是由 装在同一轴上的两个机械开关组成，转动转轴开关通断 可以完成输入，顺逆转动时两个开关的通断顺序不同， 可区分出增加还是减小输入量。旋转拨码开关的原理及 应用见图12-9。
BCD码盘拨盘后面有5个接点，其中A为输入控制线，另外4 根是BCD码输出信号。拨盘拨到不同位置时，输入控制线A分别 与4根BCD码输出线中的某根或几根接通，且拨盘的BCD码输出 线的状态正好是拨盘指示的十进制数码的8421码。
拨码开关可以直接接到口线上，由口线直接读入，但这样 需要较多的输入口线，可以采用动态的输入方法,实现拨码开 关与口线的连接，此方法与动态数码管相似。
temp&=0xF0; if(temp !=0xF0) {
单片机中的数字输入输出接口设计原理
单片机中的数字输入输出接口设计原理数字输入输出（Digital Input Output，简称DIO）是单片机中常用的一种基本接口类型。
单片机通过数字IO口与外部设备进行数据交互，实现控制和通信功能。
本文将介绍数字输入输出接口的设计原理和基本工作原理。
一、数字输入输出接口概述数字输入和输出接口是单片机与外部设备进行数据交互的重要手段。
数字输入主要用于读取外界的状态信息，数字输出则用于控制外部设备。
数字输入/输出接口通常由两部分组成：引脚配置和控制寄存器。
引脚配置：单片机的每一个引脚都可以配置为输入或输出。
当引脚被配置为输入时，它可以读取外部设备的电平或状态信息。
当引脚被配置为输出时，它可以输出控制信号或数据给外部设备。
控制寄存器：控制寄存器用于配置引脚的相关属性和工作模式。
通过写入特定的数值到控制寄存器，可以设置引脚的工作模式、电平状态和其他属性。
控制寄存器的位定义了不同的功能，每个位代表着一个特定的控制信号。
二、数字输出接口设计原理数字输出接口用于向外部设备发送控制信号或数据。
通过配置引脚为输出模式并设置相应的控制寄存器，可以实现数字输出。
数字输出接口的设计原理主要包括以下几个方面：1. 引脚配置：首先需要选择适当的引脚作为输出口。
引脚应具备输出功能，并且能够满足所需的电流和电压要求。
通常情况下，单片机的引脚可配置为不同的输出模式，如推挽输出、开漏输出等。
2. 输出模式选择：根据实际需求，选择适当的输出模式。
推挽输出模式可以提供高的输出电流能力，适用于直接驱动负载；开漏输出模式则适用于需要外接电阻上拉的情况。
对于需要输出PWM信号的情况，可以选择PWM输出模式。
3. 控制寄存器设置：配置输出引脚的相关属性和参数。
控制寄存器包括输出模式、输出状态选择、输出电平控制等。
通过写入相应的数值到控制寄存器，设置输出引脚的工作模式和电平状态。
4. 输出电平控制：根据需要，设置输出引脚的电平状态。
输出引脚可以输出高电平（1）或低电平（0），控制寄存器中的特定位用于选择输出电平。
单片机中的输入输出接口技术讲解
单片机中的输入输出接口技术讲解单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）作为一种集成了微处理器核心、内存、输入输出接口和外部设备接口的集成电路，广泛应用于各种嵌入式系统中。
其中，输入输出接口技术是单片机的核心组成部分之一，它能够实现单片机与外部设备的高效通信和数据交换。
本文将就单片机中的输入输出接口技术进行详细讲解。
一、基本概念输入输出接口（Input/Output Interface，简称I/O Interface）是单片机与外设之间传输数据、信号的桥梁。
它负责转换单片机内部的电信号与外部设备的电信号之间的逻辑和电平转换。
在单片机应用中，常见的外部设备包括按键、LED灯、LCD显示屏、步进电机等。
二、数字输入输出接口1. 数字输入接口数字输入接口主要通过端口的工作方式与外设通信，常见的数字输入接口有通用并行接口（General Purpose Parallel Interface，简称GPIO）和外部中断（External Interrupt）。
GPIO是单片机中最常见的通用输入输出接口，它具有多种工作模式，可以通过软件控制单片机与外设之间的数据传输。
GPIO的主要功能是将单片机的高低电平与外部设备的高低电平进行转换。
通过控制GPIO的输入输出状态，可以实现与外设之间的数据交换和通信。
外部中断是一种特殊的输入接口，它能够实现对外部事件的高效响应。
当外部事件触发时，单片机会立即跳转到相应的中断服务程序进行处理。
外部中断常用于读取按键输入、检测传感器状态等场合。
2. 数字输出接口数字输出接口是单片机将数据传输出给外部设备的接口。
常见的数字输出接口有通用并行接口（GPIO）、定时器（Timer）和比较器（Comparator）。
GPIO作为通用输入输出接口，在数字输出方面同样起到重要作用。
通过控制GPIO的输出状态，单片机可以向外设发送数据、控制外设的开关状态等。
定时器是一种重要的数字输出接口。
单片机常用接口剖析
单片机常用接口剖析在当今的电子技术领域，单片机的应用可谓无处不在。
从智能家居到工业控制，从医疗设备到消费电子，单片机都发挥着至关重要的作用。
而单片机能够与外部设备进行有效的通信和交互，离不开其丰富多样的接口。
接下来，让我们深入剖析一下单片机常用的接口。
一、GPIO（通用输入输出接口）GPIO 接口是单片机中最基本也是最常用的接口之一。
它就像是单片机与外部世界的“手”，可以通过编程来设置为输入或输出模式。
在输出模式下，我们可以控制 GPIO 引脚输出高电平（通常为＋33V 或＋5V）或低电平（0V），从而驱动各种外部设备，如LED 灯、继电器、电机等。
例如，要让一个 LED 灯亮起，只需将对应的 GPIO引脚设置为高电平，电流流过 LED 使其发光。
在输入模式下，GPIO 引脚可以检测外部信号的状态，比如按键的按下与松开。
当按键按下时，引脚电平可能从高变为低，单片机通过读取这个电平变化来做出相应的反应。
二、UART（通用异步收发传输器）UART 接口常用于单片机与其他设备之间的串行通信。
它实现了数据的逐位传输，虽然速度相对较慢，但在很多场景下已经足够满足需求。
想象一下，我们要将单片机采集到的数据发送到电脑上进行分析，或者从电脑向单片机发送控制指令，这时候 UART 就派上用场了。
UART 通信需要设置波特率（数据传输的速率）、数据位、停止位和奇偶校验位等参数，以确保通信的准确性和可靠性。
在实际应用中，我们常常使用 MAX232 等芯片将单片机的 TTL 电平（0 5V）转换为 RS232 电平（－10V 到＋10V），以便与电脑等标准 RS232 接口设备进行通信。
三、SPI（串行外设接口）SPI 接口是一种高速的同步串行通信接口，常用于连接需要快速数据传输的外部设备，如闪存、传感器等。
SPI 接口通常由四根线组成：时钟线（SCK）、主机输出从机输入线（MOSI）、主机输入从机输出线（MISO）和片选线（CS）。
单片机IO口介绍
单片机IO口介绍单片机（microcontroller）是一种集成电路芯片，具有运算、存储和控制功能。
它是嵌入式系统中最常用的处理器之一、在单片机中，IO （Input/Output）口是用来进行输入输出操作的接口。
IO口通常包括数字IO口和模拟IO口两种类型。
下面将详细介绍单片机IO口的功能和应用。
1.数字IO口：数字IO口是单片机与外部设备进行数字信号交换的接口。
数字IO口可以进行输入和输出操作，具有以下特点：-输入功能：可以通过读取外部设备的状态或信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。
例如，传感器的信号输入和按键的输入等。
-输出功能：可以通过将数字信号输出到外部设备，控制其工作状态。
例如，LED的控制、驱动电机或继电器等。
数字IO口通常以引脚（pin）的形式存在于单片机芯片上。
一个引脚包括输入端和输出端，可以根据需要进行配置。
数字IO口操作简单、速度快、精度高，常用于控制和通信等方面。
2.模拟IO口：模拟IO口是单片机与外部设备进行模拟信号交换的接口。
模拟IO口可以进行模拟输入和输出操作，常用于采集和控制模拟信号。
-模拟输入功能：可以从外部信号源中获取模拟信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。
例如，温度传感器、声音传感器等。
-模拟输出功能：可以将数字信号转换为模拟电压、电流等形式，输出到外部设备中。
例如，通过PWM（脉冲宽度调制）信号控制电机的转速。
模拟IO口通常通过ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）实现。
ADC将模拟信号转换为数字信号，DAC将数字信号转换为模拟信号。
模拟IO口的使用相对复杂，需要进行模数转换和数模转换，但在一些需要对模拟信号进行处理和控制的应用中起到关键作用。
3.应用场景：IO口在单片机系统中广泛应用于各种应用场景。
以下是一些常见的应用场景：-传感器接口：通过IO口连接传感器，读取传感器的输出信号，进行数据采集和处理。
例如温度、湿度、光照等传感器的接口。
第5章 输入、输出接口P0～P3--1讲解
武汉科技大学
电信系
2. P1口 字节地址90H,位地址90H—97H
P1.0—P1.7: 准双向I/O口 输出时一切照常，输入时要先对其写“1”
读锁存器
内部 总线
写锁 存器
2
DQ CK /Q
1
读引脚
单片机及接口技术
Vcc 内部上拉电阻
引脚P1.X
17
第五章 输入、输出接口P0～P3
武汉科技大学
电信系
P1口
输入数据时，要先对其写“1”
读锁存器
Vcc 内部上拉电阻
内部 总线 1
写锁 存器
2
DQ
1
CK /Q
0
截 引脚P1.X 止
1
读引脚 =1
18
单片机及接口技术
第五章 输入、输出接口P0～P3
武汉科技大学
电信系
P1口
读锁存器
输出数据 1 时
内部 总线 1
写锁 存器
2
DQ
1
CK /Q
0
1
Vcc 内部上拉电阻
1
读引脚 =0
控制=1时，此脚作通用输出口： 输出=1时
23
单片机及接口技术
第五章 输入、输出接口P0～P3
武汉科技大学
电信系
P2口
读锁存器
内部 总线 0
写锁 存器
2
DQ CK /Q
地址高8位 控制 =1
Vcc 内部上拉电阻
0
1
3
=0
导 引脚P2.X 通
1 读引脚 =0
单片机及接口技术
控制=1 时，此脚作通用输出口： 输出=0 时
例5-1.设计一电路，监视某开关K，用发光二极 管LED显示开关状态，如果开关合上，LED亮、 开关打开，LED熄灭
单片机输入输出接口
P3.4/T0 14
P3.5/T1 15
P3.6/WR 16
P3.7/RD 17
XTAL2 18
XTAL1 19
GND 20
40 Vcc 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA 30 ALE 29 PSEN 28 P2.7 27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4
/*“HELLO”的段码， 最高位送
uchar i; uint j; while(1) ｛ P3=0x01; for(i=0;i<5;i++) ｛ if(P17==1)P1=tab1［i］; else P1=tab2［i］; P3<<=1; for(j=0;j<=25000;j++);
｝｝｝ 课本习题5.8 *关于液晶显示
归纳四个并行口使用的注意事项如下：
1。如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外 部存贮器和I/O接口，单片机的四个口均可作 I/O口使用。
2。四个口在作输入口使用时，均应先对其写 “1”，以避免误读。
3。P0口作I/O口使用时应外接10K的上拉电阻，其 它口则可不必。
4。P2可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作 I/O口线使用。
用作地址/数据复用总线时，多路开关的控制 信号为1，输出与上方的地址/数据线反向器的输出 相连，由于控制信号为1，上面的场效应管受地址/ 数据信号控制，与下面的场效应管成为推挽输出 形态。外部不再需要上拉电阻，P0口为真正的双 向I/O口。
操作过程：假如要读外部程序存储器中 0x1245单元的指令，首先从P0口输出45H，P2口 输出12H，控制器输出ALE地址锁存信号，再发出 指令输出允许信号PSEN，外部程序存储器 0x1245单元的内容出现在总线上，由CPU读入程 序指令寄存器，译码执行。
单片机原理接口及应用
单片机原理接口及应用单片机是一种集成电路芯片，包含了中央处理器、存储器和各种输入输出接口等基本组成部分。
单片机通过其接口与外部设备进行通信，实现各种应用。
1. 数字输入输出接口(Digital I/O Interface):单片机通过数字输入输出接口连接外部设备。
通过设置相应的寄存器和引脚配置，单片机可以读取外部器件的状态，并且能够控制外部器件的输出信号。
数字输入输出接口常用于连接开关、LED、蜂鸣器等设备。
2. 模拟输入输出接口(Analog I/O Interface):单片机的模拟输入输出接口可以将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号。
通过模拟输入输出接口，单片机可以实现模拟信号的采集和输出，例如连接温度传感器、光电传感器等。
3. 串口接口(Serial Interface):串口接口是单片机与外部设备进行数据传输的重要接口。
单片机通过串口接口可以与计算机或其他单片机进行通信。
串口的通信速度和传输协议可以根据具体需求进行设置。
4. I2C总线接口(I2C bus Interface):I2C总线接口是一种常用的串行通信协议，具有多主机、多从机的特点。
单片机通过I2C总线接口可以与各种器件进行通信，如传感器、实时时钟等。
5. SPI接口(Serial Peripheral Interface):SPI接口是一种高速同步串行通信接口，常用于单片机与外部存储器、显示器和其他外设的连接。
SPI接口可以实现全双工通信，具有高速传输的优势。
6. 中断接口(Interrupt Interface):中断是单片机处理外部事件的一种方式。
通过中断接口，单片机可以响应来自外部设备的信号，并及时处理相应的事件，提高系统的实时性。
以上是单片机的一些常用接口及其应用。
不同的单片机具有不同的接口类型和功能，可以根据具体的应用需求选择合适的单片机型号。
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5.1.1 端口功能
P0口：地址（低8位）/数据时分复用口 普通I/O口
P1口：普通I/O口
P2口：地址（高8位） 普通I/O口
1. 2.
P3口是一个双功能I/O口 普通I/O口 第二功能口 P3口的每一位都具有第二功能。
P3.6 WR P3.5 T1 P3.4 T0 P3.3 P3.2 P3.1 TxD P3.0 RxD
P1口
图1－8
P1口的位结构
P2口
图1－6
P2口的位结构
P2口也有两种使用方式 1. 做普通I/O口 这时，控制信号将驱动场效应管的反向器的输 入与P2口输出锁存器的Q端相连。当作输出时与 P0口类似，但P2口内部有上拉电阻，不需外接。 当输入使用时，输出锁存器也必须写1。所以，P2 口也是一个准双向I/O口。 2. 作地址总线 当单片机系统进行存储器、I/O口或其它功能 扩展时，P2口要用作地址总线，输出目标地址的 高8位。这时控制信号将驱动场效应管的反向器的 输入与地址线相连。 P2口没有复用要求，所以外部不需地址锁存器。 应当注意：当P2口的几位作地址线使用时，剩下的P2 口线不能作I /O口线使用。
GND/+5V
GND/+5V
GND/+5V
图
四位静态LED显示器电路
(2) LED动态显示方式
将所有LED的段选线并联在一起，由一个八位I／O口控制， 而位选线分别由相应的I／O口线控制。 如：8位LED动态显 示电路只需要两个八位I／O口。其中一个控制段选码，另一 个控制位选。
I/O (1)
D7
LED显示器有静态显示与动态显示两种方式。 (1) LED静态显示方式 各位LED的位选线连在一起接地或接+5V； 每位LED的段选线（a－dp）各与一个八位并行口相连。 在同一时间里每一位显示的字符可以各不相同。
I／O (1) I／O (2) I／O (3) I／O (4)
GND/+5V
GND/+5V
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
1K×4
P1.4 P1.5
P1.6 P1.7 EA
330×4 +5V
例3.用P1.0输出1KHz的音频信号驱动扬 声器，作报警信号，P1.7接一开关进行控制， 当开关合上响报警信号，当开关断开告警信号 停止，编出程序。
5.3 I/O口设计LED数码显示器和键盘 LED显示器结构与原理 LED显示器是由发光二极管显示字段的显 示器件。在单片机应用系统中通常使用的是 七段LED，这种显示器有共阴极与共阳极两 种。
+5V 10uF
Vcc -EA
RST
LED P1.0
+5V 89C51 89S51 1K
1K 30P
XTAL1
P1.1
K
30P
XTAL2 GND
例5-2.在图5.3中P1.4～P1.7接四个发光二 极管LED,P1.0～P1.3接四个开关，编程将开关 的状态反映到发光二极管上。
+5V
89C51/89S51
3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H
C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H
8 9 A B C D E F
7FH 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H
80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH
LED显示器与显示方式
② 作输入时：P0端口引脚信号通过一个输入 三态缓冲器接入内部总线，再读引脚信号控制 下，引脚电平出现在内部总线上。为了能读到 真实的引脚信号，下面的场效应管必须截止， 即锁存器的内容必须是1。为了能正确读取引 脚信号，锁存器必须先写1，因而P0口是一个 准双向口。(读引脚) 在图的左上方有一个三态缓冲器，是为 了读取锁存器内容而设。如指令: P0 = P0 | 0XF0；将P0口的输出状态与 0XF0按位或后再输出到P0口，这里读的数据 是P0口锁存器的内容，运算结果又写入到P0 口锁存器。(读锁存器)
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
I/O (2)
图 八位LED动态显示器电路
由于所有位的段选码皆由一个I／O控制，因此， 在每个瞬间，8位LED只可能显示相同的字符。要想 每位显示不同的字符，必须采用动态扫描显示方式。 即在每一瞬间只使某一位显示相应字符。在此瞬间， 位选控制I／O口在该显示位送入选通电平（共阴极 送低电平、共阳极送高电平）以保证该位显示相应 字符，段选控制I／O口输出相应字符段选码。如此 轮流，使每位显示该位应显示字符，并保持延时一 段时间，以造成视觉暂留效果。 不断循环送出相应的段选码、位选码，就可以获 得视觉稳定的显示状态。由人眼的视觉特性，每一 位LED在一秒钟内点亮不少于30次，其效果和一直 点亮相差不多。
P0锁存器
P2锁存器
EPROM ROM
ACC 寄存器B 暂存2 ALU PSEN ALE 定时 及 控制 指 令 寄 存 器
SP
程序地址 寄存器
暂存1
中断、串行口及定时 器模块
缓冲器
PC加1 PC DPTR
PSW
EA
RST
振荡器
P1锁存器
P3锁存器
P1驱动器 XTAL1 XTAL2 P1.0～P1.7
P3口
P3.X
图1－7 P3口的位结构
P3口是一个双功能I/O口 若不设定自动处于第一功能 1. 普通I/O口 作普通I/O口时，选择输出功能端为高电平，场 效应管受输出锁存器的控制，是一个准双向I/O口。 2. 第二功能口 P3口的每一位都具有第二功能。
P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0
图1-12 8031，8051，8751芯片管脚图
MCS-51系列单片机有四组8位并行I/O口， 记作P0、P1、P2和P3。每组I/O口内部都有 8位数据输入缓冲器、8位数据输出锁存器及 数据输出驱动等电路。 四组并行I/O端口即可以按字节操作，又可以 按位操作。当系统没有扩展外部器件时，I/O 端口用作双向输入输出口；当系统作外部扩展 时，使用P0、P2口作系统地址和数据总线、 P3口有第二功能，与MCS-51的内部功能器 件配合使用。
P3驱动器 P3.0～P3.7
图1－1 MCS－51总体结构框图
8051单片机的Βιβλιοθήκη 脚P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RESET P3.0/RxD P3.1/TxD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 GND
单片机原理与应用
5.1 P0－P3端口功能与内部结构
输入输出接口的作用 数据缓冲功能 信号转换功能 接受和执行CPU命令的功能
51单片机具有的输入输出接口: P0、P1、P2、P3 4个8位双向I/O口
P0.0～P0.7 Vcc Vss
P2.0～P2.7
P0驱动器
P2驱动器
RAM 地址 寄存器
RAM
2.
地址/数据复用总线 当单片机系统进行存储器、I/O口或其它功能 扩展时，P0口要用作系统总线。在P0口上分时输 出目标地址的低8位和要交换的字节数据。 用作地址/数据复用总线时，多路开关的控制 信号为1，输出与上方的地址/数据线反向器的输出 相连，由于控制信号为1，上面的场效应管受地址/ 数据信号控制，与下面的场效应管成为推挽输出 形态。外部不再需要上拉电阻，P0口为真正的双 向I/O口。 操作过程：假如要读外部程序存储器中 0x1245单元的指令，首先从P0口输出45H，P2口 输出12H，控制器输出ALE地址锁存信号，再发出 指令输出允许信号PSEN，外部程序存储器 0x1245单元的内容出现在总线上，由CPU读入程 序指令寄存器，译码执行。
。
g f
a b
10 9 8 7 6
a f g e d
1
b c
dp
2 3 4 5
e d
c dp
(a) 共阴极
(b) 共阳极 图 LED显示器
(c) 管脚配置
（a）共阴极LED显示器的发光二极管阴极共地，当某个发光二极 管的阳极为高电平时，该发光二极管则点亮； （b）共阳极LED显示器的发光二极管阳极并接。
七段显示器与单片机接口：只要将一个8位并行输 出口与显示器的发光二极管引脚相连即可。8位并行输 出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符， 如下表所示。通常将控制发光二极管的8位字节数据称 为段选码。
显示字符 共阴段选码 共阳段选码 显示字符 共阴段选码 共阳段选码
0 1 2 3 4 5 6 7
I／O 口段选控制
a b c d e f g dp
a b c d e f g dp
a b c d e f g dp
a b c d e f g dp
a b c d e f g dp
· · ·
I／O 口位选控制
图 N位LED显示器
N位LED显示器有N根位选线和8×N根段选线。根据显示方式 不同，位选线与段选线的连接方法不同。段选线控制字符选择，位 选线控制显示位的亮、灭。
P3.7 RD
INT1 INT0
P3口的第二功能大多与其内部功能部件有关， RD、WR是外部数据存储器的写、读控制信号。
8XX51单片机扩展程序存储器2732的电路图见图
P0口
图1－5 P0口的位结构
P0口有两种用途： 1. 普通I/O端口 当单片机系统没有扩展外部芯片时，P0口 用作双向输入输出端口。这时图中多路开关的 控制信号为低电平，输出与锁存器的反向输出 端相连，同时上面的场效应管由于与门输出为 低电平而截止。 ① 作输出时：输出0时，将0输出到内部总线 上，在写锁存器信号控制下写入锁存器，锁存 器的反向输出端输出1，下面的场效应管导通， 输出引脚成低电平。输出1时，下面的场效应管 截止，上面的场效应管也是截止状态，输出引 脚成高阻态，不是希望的1状态，这时，必须外 加上拉电阻