單片機(jī)輸入/輸出端口的工作原理

　　單片機(jī)的功能主要是通過向特殊寄存器輸送0 或1 二進(jìn)制數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，所以，了解0和1 的作用對(duì)理解單片機(jī)工作的基本原理非常重要，下面就以一個(gè)程序?qū)嵗齺碚f明輸入／輸出端口的工作原理。

　　程序TEST.ASM 是一個(gè)實(shí)例程序，圖1是它的電路圖，在圖中單片機(jī)P1端口的8個(gè)引腳分別與8只發(fā)光二極管相連。

　　圖1 Pl 端口輸出電路

　　如果將該程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)后，在程序運(yùn)行時(shí)會(huì)看到8個(gè)發(fā)光二極管中接在P1.0～P1.3、P1.5～Pl.7的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；而P1.1和P1.4所接的發(fā)光二極管熄滅。

　　程序：TEST.ASM

　　MOV P1 ，#00010010B

　　JMP $

　　END ～

　　引腳與寄存器的關(guān)系

　　程序中的Pl對(duì)外是輸入／輸出端口，共有8個(gè)引腳，分別與8只發(fā)光二極管相連；而Pl對(duì)內(nèi)是特殊功能寄存器里的一個(gè)單元，地址在90H ，單元內(nèi)共有8個(gè)位，每位接出一根引線，就是在外面看到的引腳PI.0～P1.7，Pl寄存器與引腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖如圖2.7所示?！　?/p>

　　圖2 Pl 寄存器與引腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖

　　單片機(jī)的P0、P2、P3 與上述的邏輯結(jié)構(gòu)相同。

　　單片機(jī)中0和1的作用

　　1.在端口的外部0與1是表示電平的高低

　　圖3 所示是圖1 P1 端口輸出的等效電路，D是發(fā)光二極管，當(dāng)正向電流有電流流過時(shí)，二極管就會(huì)發(fā)光。R 是限流電阻，防止二極管因電流過大而被燒壞。

　　從電路中可以看出，當(dāng)開關(guān)K 向下與b 點(diǎn)相接時(shí)，二極管的負(fù)極接地，即Pl 端口輸出呈現(xiàn)低電平，用0來表示，此時(shí)二極管因有電流通過而發(fā)光；當(dāng)開關(guān)K 向上與a 點(diǎn)相接時(shí)，二極管的負(fù)極接電源＋5V ，即Pl 端口輸出呈現(xiàn)高電平，用1 來表示（此時(shí)的l 不是1V ，而是代表＋5V ） ，此時(shí)二極管被截止，沒有電流通過，也就不能發(fā)光。

　　所以，當(dāng)Pl引腳為低電平O 時(shí)，燈會(huì)點(diǎn)亮；當(dāng)P1引腳為高電平1時(shí)，燈會(huì)滅。0和1在端口的外部是表示電平的高低。

　　圖3 Pl 端口等效電路

　　2.在單片機(jī)內(nèi)部對(duì)寄存器而言，0 和１是表示二進(jìn)制數(shù)

　　要想使輸出端引腳呈現(xiàn)低電平或高電平，只需要向寄存器Pl 輸入相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)0或1 即可。例如，通過使用單片機(jī)的MOV 指令（MOV 指令的功能是輸送數(shù)據(jù)），把8 位二進(jìn)制數(shù)00010010 送到特殊功能寄存器Pl 單元，程序?yàn)椋篗OV　PI ， #00010010B ，如圖4 所示。0 所對(duì)應(yīng)的引腳是低電平，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光；1 所對(duì)應(yīng)的引腳是高電平，發(fā)光二極管截止，燈滅。 　

　　圖4 裝入8 位二進(jìn)制數(shù)

　　3.對(duì)連接的發(fā)光二極管來說，0 和1 表示燈亮與滅

　　這是指發(fā)光二極管按圖1接法而言，不是絕對(duì)的。因大部分單片機(jī)電路都是按此接法，所以記住此規(guī)律對(duì)分析單片機(jī)電路是很有益的。

　　從上述可歸納出：0 和1 在寄存器內(nèi)表示二進(jìn)制的數(shù)；0 和1 在輸出端口處表示電平的高低；O 和1 又代表燈亮與滅（導(dǎo)通與截止）。