1、、P0端口的結(jié)構(gòu)及工作原理P0端口 8位中的一位結(jié)構(gòu)圖見下圖:地址/數(shù)a+vcc控湖信號（0, 1）內(nèi)和總線巧領(lǐng)存as讀引腳P0 口工作朋理www z&MCU corn由上圖可見，P0端口由鎖存器、輸入緩沖器、切換開關(guān)、一個與非門、一個與 門及場效應管驅(qū)動電路構(gòu)成下面，先分析組成P0 口的各個部分：先看輸入緩沖器：在P0 口中，有兩個三態(tài)的緩沖器，在其的輸出端可以是高電 平、低電平，同時還有一種就是高阻狀態(tài)（或稱為禁止狀態(tài)），上面一個是讀鎖 存器的緩沖器，下面一個是讀引腳的緩沖器，讀取 P0.X引腳上的數(shù)據(jù)，要使這 個三態(tài)緩沖器有效，引腳上的數(shù)據(jù)才會傳輸?shù)讲繑?shù)據(jù)總線上。D鎖存器：在51單片機的

2、32根I/O 口線中都是用一個D觸發(fā)器來構(gòu)成鎖存器 的。D端是數(shù)據(jù)輸入端，CP是控制端（也就是時序控制信號輸入端）， Q是輸出端，Q非是反向輸出端 多路開關(guān)： 在 51 單片機中，不需要外擴展存儲器時， P0 口可以作為通用的輸 入輸出端口（即 I/O ）使用，對于 8031 （部沒有 ROM ）的單片機或者編寫的程 序超過了單片機部的存儲器容量，需要外擴存儲器時， P0 口就作為 地址/數(shù)據(jù) 總線使用。這個多路選擇開關(guān)就是用于選擇是做為普通 I/O 口使用還是作為 數(shù) 據(jù)/地址總線使用的選擇開關(guān)了。 當多路開關(guān)與下面接通時， P0 口是作為普通的 I/O 口使用的，當多路開關(guān)是與上面接通時，

3、 P0 口是作為 地址/數(shù)據(jù)總線使用的。輸出驅(qū)動部份： P0 口的輸出是由兩個 MOS 管組成的推拉式結(jié)構(gòu)，也就是說， 這兩個 MOS 管一次只能導通一個，當 V1 導通時， V2 就截止，當 V2 導通時， V1 截止。P0 口作為 I/O 端口使用時， 多路開關(guān)的控制信號為 0（低電平） ，V1 管截止， 多路開關(guān)是與鎖存器的 Q 非端相接的（即 P0 口作為 I/O 口線使用） 。作為地址 /數(shù)據(jù)線使用時，多路開關(guān)的控制信號為 1，V1 管由地址 /數(shù)據(jù)線決定，多路開 關(guān)與地址 / 數(shù)據(jù)線連接。輸出過程：1、I/O輸出工作過程：當寫鎖存器信號 CP有效，數(shù)據(jù)總線的信號一鎖存器的 輸入端D

4、一鎖存器的反向輸出Q非端一多路開關(guān)一V2管的柵極-V2的漏極到 輸出端P0.X。這時多路開關(guān)的控制信號為低電平 0, V1管是截止的，所以作為 輸出口時， P0 是漏極開路輸出，類似于 OC 門，當驅(qū)動上接電流負載時，需要 外接上拉電阻。下圖就是由部數(shù)據(jù)總線向 P0 口輸出數(shù)據(jù)的流程圖（紅色箭頭）。地址/數(shù)期內(nèi)部總純+VCC IVICOfitP0 口內(nèi)部數(shù)據(jù)思線向引腳輸出時的st規(guī)f-2、地址輸出過程控制信號為1，地址信號為“”時，與門輸出低電平，V1管截止；反相器輸出高 電平，V2管導通，輸出引腳的地址信號為低電平。P0 口作地址披制信尋打1. 地址侑號為0時的工作氓視00讀引腳反之，控制信

5、號為1 ”、地址信號為1 ”，與門”輸出為高電平，V1管導通；反相 器輸出低電平，V2管截止，輸出引腳的地址信號為高電平。請看下圖（蘭色字體為電平）：n J!Wht td /www zsMCU. ccmipo 口作為地址圾.號力1.地址tfr號為1時的工作可見，在輸出 地址/數(shù)據(jù)”信息時，VI、V2管是交替導通的，負載能力很強，可 以直接與外設(shè)存儲器相連，無須增加總線驅(qū)動器。3、作為數(shù)據(jù)總線的輸出過程如果該指令是輸出數(shù)據(jù)，如 MOVX DPTR，A （將累加器的容通過P0 口數(shù)據(jù) 總線傳送到外部RAM中），則多路開關(guān) 控制”信號為與門”解鎖，與輸出 地址信號的工作流程類似，數(shù)據(jù)據(jù)由 地址/數(shù)據(jù)

6、”線反相器V2場效應管柵極 -V2漏極輸出輸入過程:1、I/O讀引腳工作過程：讀芯片引腳上的數(shù)據(jù)時，讀引腳緩沖器打開，通過部數(shù)據(jù)總線輸入，請看下圖（紅色簡頭）。卩席地址/數(shù)據(jù)*VCC悴制倍兮 I） IVI內(nèi)裕總線滯開關(guān)如腳P0 口讀引種時的沫根囲Hip Z/www zsMfXJ comPO.2、I/O讀鎖存器工作過程:通過打開讀鎖存器三態(tài)緩沖器讀取鎖存器輸出端 Q的狀態(tài)，請看下圖（紅色箭頭）：P0 口讀領(lǐng)存器時的沫fit 0B3、地址/數(shù)據(jù)時讀指令碼和數(shù)據(jù)過程作為數(shù)據(jù)總線使用。在訪問外部程序存儲器時，P0 口輸出低8位地址信息后，將變?yōu)閿?shù)據(jù)總線，以便讀指令碼（輸入）。在取指令期間，控制”信號為

7、0” V1管截止，多路開關(guān)也跟著轉(zhuǎn)向鎖存器反相輸出端Q非；CPU自動將OFFH（11111111，即向D鎖存器寫入一個高電平1寫入P0 口鎖存器，使V2管 截止，在讀引腳信號控制下，通過讀引腳三態(tài)門電路將指令碼讀到部總線， 這個 過程和I/O讀引腳過程是一樣的。在輸入狀態(tài)下，從鎖存器和從引腳上讀來的信號一般是一致的， 但也有例外。例 如，當從部總線輸出低電平后，鎖存器 Q = 0，Q非二1，場效應管T2開通，端 口線呈低電平狀態(tài)。此時無論端口線上外接的信號是低電乎還是高電平， 從引腳 讀入單片機的信號都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號。又如， 當從部總線輸出高電平后，鎖存器 Q =

8、 1，Q非二0，場效應管T2截止。如外接 引腳信號為低電平，從引腳上讀入的信號就與從鎖存器讀入的信號不同。為此,8031單片機在對端口 P0 一 P3的輸入操作上，有如下約定：為此，8051單片 機在對端口 P0 一 P3的輸入操作上，有如下約定：凡屬于讀-修改-寫方式的指 令，從鎖存器讀入信號，其它指令則從端口引腳線上讀入信號。讀-修改-寫指令的特點是，從端口輸入（讀）信號，在單片機加以運算（修改）后，再輸出（寫）到該端 口上。這樣安排的原因在于讀-修改-寫指令需要得到端口原輸出的狀態(tài)， 修改后 再輸出，讀鎖存器而不是讀引腳，可以避免因外部電路的原因而使原端口的狀態(tài) 被讀錯。當P0作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時，