第4章 节 传感器和时钟模块设计 51单片机基础与实例进阶课件.ppt

第4章 传感器和时钟模块设计;在单片机应用系统中，经常会涉及显示器、键盘等人机交互设备。如何将它们与单片机的输入/输出端口相连并编程实现特定的功能是单片机应用开发人员必须掌握的基本技术。常用的显示器有LED数码管显示器、LED点阵显示器、LCD显示器；常用的键盘有非编码键盘、编码键盘。本章将重点介绍上述元器件与单片机的连接方式以及C51语言的编程方法。 4.1 单片机的输入/输出端口 51系列单片机有4个8位的双向并行输入/输出(I/O)端口，称为P0口、P1口、P2口和P3口。各个端口既可以按字节输入、输出，也可以按位进行输入、输出。利用这4个I/O端口可以方便地实现单片机与外部数字设备或芯片的信息交换。下面简要介绍单片机输入/输出端口的特点及使用注意事项。 1. P0 口 P0口是一个双功能的8位并行I/O口，字节地址为80H，位地址为80H～87H。P0口既可作输入/输出端口使用，又可作为地址/数据总线分时传输低8位地址和8位并行数据。 P0口的特点如下。 P0口是一个双功能的端口：地址/数据分时复用口和通用I/O口。 具有高电平、低电平和高阻抗3种状态的I/O端口称为双向I/O端口。P0口作地址/数据总线复用口时，相当于一个真正的双向I/O口。而用作通用I/O口时，由于引脚上需要外接上拉电阻，端口不存在高阻(悬空)状态，此时P0口只是一个准双向口。;? 为保证引脚上的信号能正确读入，在读入操作前应首先向特殊功能寄存器P0写入0xff。 ? 单片机复位后，特殊功能寄存器P0的值为0xff。 ? 一般情况下，如果P0口已作为地址/数据复用口时，就不能再用作通用I/O口使用。 ? P0口能驱动8个TTL负载。 2. P1 口 P1口是单一功能的并行I/O口，字节地址为90H，位地址为90H～97H。它只用作通用的数据输入/输出口。P1口的特点如下。 ? P1口由于有内部上拉电阻，没有高阻抗输入状态，所以称为准双向口。作为输出口时，不需要再在片外拉接上拉电阻。 ? P1口读引脚输入时，必须先向特殊功能寄存器P1写入0xff，其原理与P0口相同。 ? P1口能驱动4个TTL负载。 3. P2 口 P2口是一个双功能的8位并行I/O口，字节地址为80H，位地址为A0H～A7H。既可用作通用的输入/输出口，又可用作高8位地??总线。P2口的特点如下。 ? P2口用作高8位地址输出线应用时，与P0口输出的低8位地址一起构成16位的地址总线，可以寻址64KB地址空间。; ? 作为通用I/O口使用时，P2口为准双向口，功能与P1口一样。 ? P2口能驱动4个TTL负载。 4. P3 口 P3口是一个双功能的8位并行I/O口，字节地址为B0H，位地址为B0H～B7H，它的第一功能是通用输入/输出口，作为第二功能使用时，各引脚定义见表4-1。 P3口的特点如下。 P3口内部有上拉电阻，不存在高阻输入状态，是一个准双向口。 P3口作第二功能的输出/输入或作通用输入时，必须先向特殊功能寄存器P3写入0xff。实际应用中，由于复位后特殊功能寄存器P3的值为0xff，已满足第二功能运作条件，所以可以直接进行第二功能操作。 P3口的某位不作为第二功能使用时，则自动处于通用输出/输入口功能，可作为通用输出/输入口使用。 P3口能驱动4个TTL负载。 ;4.2 LED数码管显示器 51系列单片机应用系统中常用的显示器有LED数码管显示器、LED数码管点阵显示器、液晶显示器。本节重点介绍LED数码管显示器。 4.2.1 LED 数码管显示器简介 LED数码管显示器按用途可分为通用8段LED数码管显示器和专用LED数码管显示器，分别如图4-1和图4-2所示。本节重点介绍通用8段LED数码管显示器(以下简称为数码管)。 图4- 1 通用8 段LED 数码管 图4- 2 专用LED 数码管 数码管由8个LED(发光二极管)a、b、c、d、e、f、g、h 构成，按结构分为共阴极和共阳极两种，如图4-3和图4-4所示。 图4- 3 共阴极数码管 图4- 4 共阳极数码管;4.2.2 静态显示编程 静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的LED恒定导通或恒定截止。静态显示时，各位数码管是相互独立的，每个数码管的8个LED分别与一个8位I/O口地址相连，只要I/O口有字型码输出，相应字符即显示出来，并保持不变，直到I/O口输出新的字型码。采用静态显示方式，较小的电流即可获得较高的亮度，且占用CPU时间少，编程简单，显示便于监测和控制，但其占用的口线多，硬件电路复杂，成本高，只适合于显示位数较少的场合。 【例4-1】 利用实验开发板，单片机采用AT