單片機(jī)IO口相關(guān)知識(shí)

CPU包括運(yùn)算器和控制器，運(yùn)算器主要包括算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和位運(yùn)算，控制邏輯包括定時(shí)和控制、指令寄存器、譯碼器、地址指針和程序計(jì)數(shù)器PC。

CPU外還有時(shí)鐘電路、ROM、RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行IO、串行接口、中斷系統(tǒng)。

1.IO口相關(guān)知識(shí)

這些IO口實(shí)際上就是GPIO，它是單片機(jī)內(nèi)的特殊功能寄存器SFR里面的4個(gè)8bit的寄存器。

IO可以作為輸出或輸入。

IO作為輸出時(shí)自帶鎖存功能，也就是寫(xiě)1后，輸出一直是1（鎖存器上的值），引腳上可能被外部電路影響而不是1了。

單片機(jī)4組IO口，P0輸出時(shí)需要上拉；P1/P2/P3是準(zhǔn)雙向口。

有些口還可以作為數(shù)據(jù)或地址輸入輸出口。P1只能作為雙向口，P0擴(kuò)展數(shù)據(jù)和地址，P2擴(kuò)展地址高8位，P3有第二特殊功能。

注意讀引腳和讀鎖存器的區(qū)別：因?yàn)橛袝r(shí)候輸出設(shè)定為1，但是可能被外部電路鉗制到低電平，所以當(dāng)設(shè)置P0=1時(shí)想再設(shè)定P0=2時(shí)，就用讀鎖存器，這樣就是1+1，不然就是讀引腳可能就會(huì)變成0+1.常見(jiàn)的讀鎖存器的指令是：在使用ANL、ORL、XRL、CLR、SETB等位操作指令對(duì)I/O口進(jìn)行按位修改時(shí)，單片機(jī)將首先讀回端口鎖存器的值，送入ALU進(jìn)行相應(yīng)位修改，再寫(xiě)回端口寄存器，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路輸出給外圍電路。

讀引腳時(shí)需要先想端口寫(xiě)1，把T2截止，這樣讀到才是外部真實(shí)電平。

雙向IO口/準(zhǔn)雙向IO口的區(qū)別

標(biāo)準(zhǔn)雙向IO口的特點(diǎn)有兩條：

1、在輸出模式下，可以輸出高低電平；

2、在輸入模式下，如果沒(méi)有接外部電路，應(yīng)呈現(xiàn)高阻態(tài)。

對(duì)于51單片機(jī)的P1、P2、P3口，由于有內(nèi)部上拉電阻，輸入模式下不可能出現(xiàn)高阻態(tài)，所以稱之為準(zhǔn)雙向IO口。而P0口作為IO口工作時(shí)，如果不加上拉電阻就無(wú)法輸出高電平；而加了上拉電阻，輸入時(shí)又不會(huì)出現(xiàn)高阻態(tài)，所以也是準(zhǔn)雙向IO口。

單片機(jī)的P0口如果工作在第二功能狀態(tài)下，則是雙向IO口。當(dāng)P0口工作在第二功能狀態(tài)下，兩個(gè)晶體管都可以工作。如果上面的晶體管斷開(kāi)，下面的導(dǎo)通，就輸出低電平；反之上面的導(dǎo)通下面的斷開(kāi)，就輸出高電平并且不需要上拉電阻；如果兩個(gè)晶體管都斷開(kāi)，則可以作為輸入，并且在沒(méi)有外界電路時(shí)呈現(xiàn)高阻態(tài)。所以是雙向IO口。

注：灌電流比拉電流能通過(guò)更大的電流；點(diǎn)亮LED一般用灌電流方式。

參考：

2.中斷

常用術(shù)語(yǔ)：內(nèi)部中斷、外部中斷、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)程序、中斷優(yōu)先級(jí)、中斷嵌套、中斷源、中斷矢量。

中斷作用：①快速的CPU和慢速外部設(shè)備的速度配合；②實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制；③實(shí)時(shí)故障發(fā)現(xiàn)和處理；④實(shí)時(shí)干預(yù)計(jì)算機(jī)工作。

單片機(jī)六個(gè)中斷源：外部0、外部1、定時(shí)器0/1/2、串口。

外部中斷可以設(shè)置為電平觸發(fā)或邊沿觸發(fā)。

四個(gè)與中斷有關(guān)的寄存器：TCON、SCON、IP、IE.

串行中斷標(biāo)志需要軟件清除。

若是外部中斷用電平觸發(fā)，若是電平觸發(fā)不撤銷(xiāo)，跳出中斷程序后會(huì)再次進(jìn)入中斷程序。

中斷響應(yīng)受阻斷：正在執(zhí)行RETI或訪問(wèn)IE、IP，必須執(zhí)行完該指令，并執(zhí)行下一條指令后才能響應(yīng)中斷（如強(qiáng)一行，電平觸發(fā)會(huì)每次執(zhí)行一條主程序）。

3.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器

51是兩個(gè)寄存器，52是三個(gè)寄存器，都是16位的。

工作方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON

4.存儲(chǔ)資源

內(nèi)部RAM，一般為128B，其中包括了可為尋址的16B，用C 語(yǔ)言時(shí)都是編譯器在幫忙分配。RAM是用于存放運(yùn)行時(shí)臨時(shí)數(shù)據(jù)的。

內(nèi)部ROM，一般是4KB，用于存放程序的，也就是keil編譯出來(lái)的bin文件需要存儲(chǔ)到單片機(jī)里面。

外部存儲(chǔ)器，通過(guò)IO口，可以擴(kuò)展外部RAM最大64KB，外部ROM最大64KB。