实验二单片机IO口的使用
单片机的IO口配置与操作技巧
单片机的IO口配置与操作技巧单片机是一种集成电路，其中包含了处理器、存储器和各种输入输出接口。
其中，IO口是单片机最重要的部分之一，它可以用于连接和控制外部设备，实现数据输入和输出。
本文将介绍单片机IO口的配置和操作技巧，帮助读者更好地理解和应用单片机。
一、IO口的基本概念IO口是单片机与外部设备进行数据交互的接口，它可以用于输入数据或输出数据。
在单片机中，IO口通常由多个引脚（Pin）组成，每个引脚都可作为一个IO口使用。
二、IO口的配置方法1. 硬件配置IO口的硬件配置是指通过设置相关硬件连接器的方式来配置IO口的功能。
根据具体的单片机型号和规格，硬件配置方法可能会有所不同。
一般来说，可以通过连接跳线和选择器等方式将特定的引脚配置为IO口，并设置相应的电平逻辑，以实现输入输出功能。
2. 软件配置软件配置是通过单片机内部的寄存器来配置IO口的功能。
可以通过写入特定的数值或位操作来设置IO口的输入输出状态、电平逻辑和控制方式等。
通常，可以使用特定的编程语言或软件工具来实现软件配置。
三、IO口的操作技巧1. 输入操作当将IO口配置为输入状态时，可以使用读取寄存器的方式来获取外部设备传递的数据。
读取寄存器时需要注意数据的有效性和稳定性，可采用轮询、中断等方式进行读取。
2. 输出操作当将IO口配置为输出状态时，可以使用写入寄存器的方式将特定的数据发送至外部设备。
输出操作需要注意数据的正确性和稳定性，可以通过设置特定的输出保护电路来防止因输出电流过大而引起的电源电流波动等问题。
3. 状态检测与改变IO口的状态检测和改变可以通过读取和写入寄存器来实现。
当需要检测IO口的当前状态时，可以通过读取相应的寄存器来获取IO口的电平状态。
而当需要改变IO口的状态时，可以通过修改寄存器的数值或位操作来改变IO口的电平状态。
四、常见问题与解决方法1. 输入输出电平不稳定当IO口输入输出电平不稳定时，可能会导致外部设备无法正常工作。
单片机 io口工作方式
单片机IO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IO口吗？你真的能按你的需要配置IO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Vcc。
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NPN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LED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CMOS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。
单片机IO口控制实验
单片机IO口控制实验单片机IO口控制实验是一项基础的实验课程，它涉及到单片机的硬件接口和软件编程，是学习单片机的重要环节之一。
本文将详细介绍单片机IO口控制实验的环境搭建、实验步骤和实验结果等方面。
环境搭建1. 单片机开发板：如STC89C52，AT89C52等。
2. 软件集成开发环境：如Keil，IAR等。
3. 通信工具：USB转串口转换器，串口线等。
4. 其他相关组件：电阻、LED灯、导线等。
实验步骤1. 准备工作将单片机开发板进行电源供应，检查是否正常。
在电脑上安装Keil和STC-ISP等软件工具，安装好后打开Keil，新建一个工程。
3. 写入程序进入Keil中，选择打开工程，新建一个文件，并编写程序。
下面是一个简单的程序示例：#include <reg52.h>void delay(int i) //延时函数{while(i--);}4. 烧录程序在编写好程序后，选择编译，生成一个HEX文件。
将单片机开发板接入电脑，选择工具，打开STC-ISP软件。
选择好COM口和需要烧录的HEX文件，连接单片机开发板和电脑，点击下载。
等待下载成功后，即可将程序烧录到单片机中。
5. 实验验证实验时，可以将LED灯和几个外设连接到单片机的IO口，通过程序控制IO口的电平，达到控制LED灯、外设等的效果。
实验结果实验成功后，可以通过单片机控制LED灯的亮灭、外设的工作状态等，验证程序的正确性。
此外，实验成功还可以提高学生的动手实践能力和编程能力，为后续单片机应用开发打下基础。
结论单片机IO口控制实验是单片机学习中的重要实践环节。
通过实验，可以让学生了解单片机的硬件接口和软件编程，提高学生的实践能力和编程能力，培养学生独立思考和解决问题的能力。
【实验2io口实现流水灯】
实验二IO口实现LED灯闪烁一、实验目的：1.正确安装keil软件2.正确安装调试驱动，熟悉实验板的用法3.学习IO口的使用方法。
二、实验设备：单片机开发板、学生自带笔记本电脑三、实验内容：利用单片机IO口做输出，接发光二极管，编写程序，使发光二极管按照要求点亮。
四、实验原理：1.LPC1114一共有42个GPIO，分为4个端口，P0、P1、P2口都是12位的宽度，引脚从Px.0~Px.11，P3口是6位的宽度，引脚从P3.0~P3.5。
引脚的内部构造如图所示。
其中Rpu为上拉电阻、Rpd为下拉电阻。
2.为了节省芯片的空间和引脚的数目，LPC1100系列微处理器的大多数引脚都采用功能复用方式，用户在使用某个外设的时候，要先设置引脚。
控制引脚设置的寄存器称之为IO配置寄存器，每个端口管脚PIOn_m都分配一个了一个IO配置寄存器IOCON_PIOn_m，以控制管脚功能和电气特性。
3.IOCON_PIOn_m寄存器其位域定义如表所列。
4.各引脚IOCON寄存器的位[2:0]配置不同的值所相应功能。
5.GPIO寄存器GPIO数据寄存器用于读取输入管脚的状态数据，或配置输出管脚的输出状态，表5-5对GPIOnDATA寄存器位进行描述。
GPIO的数据方向的设置是通过对GPIOnDIR寄存器的位进行与或操作实现的，LPC1100微处理器和8051单片机的GPIO不同，在使用前一定要先设置数据方向才能使用，6.发光二级管的工作电压和工作电流如何?___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________。
实验二 IO 口方式基础应用实验
电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程专业：课程名称：单片机原理与接口技术实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验二I/O 口方式基础应用实验实验时间：成绩：一、实验目的和任务1、掌握80C51单片机程序的调试与下载方法。
2、掌握80C51单片机并口的特性及程序控制方法。
3、掌握步进电机转向、转速和角度控制原理。
4、掌握步进电机与单片机的接口及程序控制方法。
二、实验原理简介P0口控制8个发光管的电路结构，P0口某口线输出低电平时，相应的发光管点亮，口线输出高电平时发光管熄灭。
在做发光管相关实验时，应将实验箱上LED101~LED108发光管右上侧的拨码开关JUMP2拨到ON一侧，使发光管限流电阻公共端连接到MCU1电源正极（即Vcc端）。
VccMCU1JUMP2STC12C5A60S239 L101 470ΩP0.038 L102 470ΩP0.137 L103 470ΩP0.236 L104 470ΩP0.335 L105 470ΩP0.434 L106 470ΩP0.533 L107 470ΩP0.632 L108 470ΩP0.7图2-1 发光管控制电路步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
由于步进电动机能直接接受数字量，所以特别适合利用单片机进行控制。
ZSC-1实验箱MCU1利用P2口的高4位控制一个四相步进电机（其最小步距角为5.625°/64），如图3-1所示。
某口线输出低电平时，相应的功率三极管导通，其所连接的一相线圈通电，口线输出高电平时线圈断电。
程序以单4拍、双4拍或4-8拍方式依次输出各相序字，就可控制步进电机转动，颠倒相序顺序，可改变步进电机的转向。
改变各相序字之间的时间间隔可控制步进电机的转速。
图3-1中4个独立按键可用于电机控制命令的输入。
《单片机IO口的使》课件
PART 02
单片机IO口的基本概念
IO口ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定义
01
IO口是单片机与外部设备进行信 息交互的接口，具有输入和输出 两种功能。
02
IO口能够读取外部设备的状态信 息，并将单片机的控制信号输出 到外部设备，实现控制功能。
IO口的分类
按功能分类
普通IO口、特殊功能IO口（如PWM、ADC等）。
解决噪声干扰问题的方法包括：增加去耦电容，减少电源和地线的干扰；使用差 分信号线，提高信号的抗干扰能力；对IO口进行适当的滤波和抗干扰处理。
按数据传输方式分类
并行IO口、串行IO口。
按配置方式分类
推挽输出、开漏输出、推挽输入/输出、开漏输入/输出。
IO口的基本操作
设置IO口的工作模式
读写IO口数据
根据实际需求，设置IO口为输入或输 出模式。
通过读写IO口数据寄存器，实现数据 的输入和输出。
配置IO口的寄存器
通过配置寄存器，设置IO口的各种参 数，如数据位、停止位、奇偶校验等 。
详细描述
单片机是一种集成电路芯片，它将中央处理器、存储器、输入输出接口等集成 在一块芯片上，具有微型计算机的基本功能。单片机体积小、功耗低、可靠性 高，广泛应用于各种智能控制、工业自动化等领域。
单片机的应用领域
要点一
总结词
单片机的应用领域非常广泛，包括智能家居、智能仪表、 工业控制、汽车电子等。
要点二
输出数据格式化
根据需要，单片机IO口可以输出不同 格式的数据，如PWM波形、串行数据 等。
双向模式的使用
数据读写切换
在双向模式下，单片机IO口既可以读取数据，也可以写入数据。例如，在串行通 信中，IO口既作为发送数据的输出端，也作为接收数据的输入端。
2.4 单片机并行IO口(实验2)
College of Communication Engineering, Jilin University
9
2.4 并行I/O模块
实验二 I/O+IRQ应用实例
任务：(1) 在PORTB口的小灯上循环显示跑马灯。 (2) 将PORTA口接8位DIP开关，在PORTB口的小灯上显示其状态。 (3) 利用IRQ作为中断源，采用中断方式，按动IRQ键后显示跑马灯。 (4) 利用IRQ作为中断源，采用中断方式， 利用8位DIP开关控制跑马 灯的循环速度。 (5) 利用XIRQ作为中断源，采用中断方式， 利用8位DIP开关控制跑马 灯的循环速度。 (6) 将PORTA口低4位接DIP开关，高4位接LED，将开关的状态显示在 LED灯上，重复(5)。
数据方向寄存器
DDRT:$0242
DDRS:$024A
DDRM:$0252
DDRP:$025A
DDRH:$0262
DDRJ:$026A
按位控制：0->输入 1->输出，复位后清0，默认为输入口
数据寄存器
PTT:$0240
PTS:$0248
PTM:$0250
PTP:$0258
PTH:$0260
3、程序 IO-IRQ.doc ① 跑马灯实现的算法（查表、移位） ② 可变时间的延时 ③ 端口状态的LED显示 ④ 中断
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PTIS:$0249 PTIJ:$0269
PTIM:$0251
PTIP:$0259
低功耗驱动寄存器
RDRT:$0243
RDRS:$024B
单片机原理及应用实验二报告
单片机原理及应用实验二报告实验二：单片机IO口的输入输出实验一、实验目的：1.理解并掌握单片机IO口的输入输出原理；2.掌握基础的输入输出编程技巧；3.熟悉单片机实验的基本流程和实验报告格式。
二、实验器材：1.STM32F103C8T6开发板2.LED灯3.电阻（220Ω）4.面包板、杜邦线等。
三、实验原理：单片机的IO口是实现与外部器件进行通信的重要接口，通过编程，我们可以控制IO口的状态（低电平或高电平）来实现对外部器件的控制或检测。
IO口的输入输出原理主要有两种：1.三态输出方式：通过设置IO口的DDR寄存器来将IO口设置为输出模式（推挽输出），并通过设置IO口的ODR寄存器来控制IO口的输出状态为低电平或高电平；2.上拉输入方式：通过设置IO口的DDR寄存器来将IO口设置为输入模式，同时设置IO口的CR寄存器的PUPD位为上拉使能，通过读取IO口的IDR寄存器可以获取IO口的输入状态。
四、实验步骤：1.连接电路：将STM32F103C8T6开发板的VDD和VSS（即5V和GND）分别连接到面包板的3V3和GND，将LED的阳极（长脚）连接到STM32F103C8T6开发板的PA0引脚，将LED的阴极（短脚）通过一个220Ω的电阻连接到GND。
2. 打开Keil uVision5软件，创建一个新的工程，并选择适合的芯片型号（STM32F103C8T6）。
3.编写代码实现将PA0引脚设置为输出模式，并控制LED的亮灭。
五、实验代码：```c#include "stm32f10x.h"void GPIO_Configuration(void)GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);int main(void)GPIO_Configuration(;while (1)GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 点亮LEDGPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 关闭LED}```六、实验结果与分析：七、实验心得：本次实验主要学习了单片机IO口的输入输出原理，了解了三态输出方式和上拉输入方式，并通过实际编写代码的方式，在STM32F103C8T6开发板上实现了控制LED的亮灭。
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姓名：学号：日期：
实验二单片机I/O口的使用
一、实验名称：单片机I/O口的使用
二、实验目的
1.掌握在Keil环境下建立项目、添加、保存源文件文件、编译源程序的方法；
2.掌握运行、步进、步越、运行到光标处等几种调试程序的方法；
3.掌握在Proteus环境下建立文件原理图的方法；
4.实现Proteus与Keil联调软件仿真。
三、使用仪器设备编号、部件及备件
1.实验室电脑；
2.单片机实验箱。
四、实验过程及数据、现象记录
1.在Proteus环境下建立如下仿真原理图，并保存为文件；
原理图中常用库元件的名称：
无极性电容：CAP 极性电容：CAP-ELEC 单片机：AT89C51
晶体振荡器：CRYSTAL 电阻：RES 按键：BUTTON
发光二极管：红色LED-RED 绿色LED-GREEN 蓝色LED-BLUE 黄色LED-YELLOW
2.在Keil环境下建立源程序并保存为.ASM文件，生成.HEX文件；
参考程序如下：
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0100H
MAIN: MOV A,# H
LOOP: MOV P2,A
CALL DELAY
SJMP LOOP
DELAY: MOV R1,# H
DL1: MOV R2,# H
DL2: MOV R3,# H
DJNZ R3,$
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。