单片机IO口结构及工作原理

一、P0 端口得结构及工作原理P0 端口 8 位中得一位结构图见下图: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 口得各个部分:先瞧输入缓冲器:在 P0 口中,有两个三态得缓冲器,在其得输出端可以就是高电平低电平,同时还有一种就就是高阻状态(或称为禁止状态),上面一个就是读锁存器得缓冲器,下面一个就是读引脚得缓冲器,读取 P0、X 引脚上得数据,要使这个三态缓冲器有效,引脚上得数据才会传输到内部数据总线上。D 锁存器:在 51 单片机得 32 根 I/O 口线中都就是用一个 D 触发器来构成锁存器得。D 端就是数据输入端,CP 就是控制端(也就就是时序控制信号输入端),Q 就是输出端,Q 非就是反向输出端。多路开关:在 51 单片机中,不需要外扩展存储器时,P0 口可以作为通用得输入输出端口(即 I/O)使用,对于 8031(内部没有 ROM)得单片机或者编写得程序超过了单片机内部得存储器容量,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就是用于选择就是做为普通 I/O 口使用还就是作为‘数据/地址’总线使用得选择开关了。当多路开关与下面接通时,P0 口就是作为普通得 I/O 口使用得,当多路开关就是与上面接通时,P0 口就是作为‘地址/数据’总线使用得。输出驱动部份:P0 口得输出就是由两个 MOS 管组成得推拉式结构,也就就是说,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,多路开关得控制信号为 0(低电平),V1 管截止,多路开关就是与锁存器得 Q 非端相接得(即 P0 口作为 I/O 口线使用)。作为地址/数据线使用时,多路开关得控制信号为 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,数据总线得信号→锁存器得输入端 D→锁存器得反向输出 Q 非端→多路开关→V2 管得栅极→V2 得漏极到输出端 P0、X。这时多路开关得控制信号为低电平 0,V1 管就是截止得,所以作为输出口时,P0 就是漏极开路输出,类似于 OC 门,当驱动上接电流负载时,需要外接上拉电阻。下图就就是由内部数据总线向 P0 口输出数据得流程图(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,输出引脚得地址信号为低电平。反之,控制信...