《MCS-51单片机的内部资源及应用》
MCS-51单片机,也称为8051单片机,是微控制器领域广泛应用的一种芯片,尤其适合初学者入门。其内部资源丰富,包括并行I/O口、定时器/计数器、中断系统等,为构建各种控制系统提供了基础。本节将详细解析MCS-51的内部并行I/O口及其应用。
MCS-51单片机共有四个8位并行I/O口,即P0、P1、P2和P3口。每个口都有特定的功能和使用注意事项。
1. P0口:P0口是双向三态输入/输出口,可作为地址/数据总线复用口。当访问外部存储器时,P0口会分时送出地址的低8位和数据。作为通用I/O口时,P0口需要外接上拉电阻以保证其输出高电平。P0口的特殊之处在于,它是真正的双向口,但作为通用I/O时则为准双向口。
2. P1口:P1口通常用作通用I/O口,也是一个准双向口,无需外接上拉电阻即可驱动MOS驱动电路,可驱动4个TTL输入。
3. P2口:P2口主要用作外部存储器的高8位地址口,但在不作为地址口时,同样可以作为通用I/O口,其功能和P1口相似。
4. P3口:P3口为双功能口,除了通用I/O功能外,还具有第二功能,比如串行通信、中断请求等。例如,P3.0和P3.1可用于串行通信的RXD和TXD,P3.2至P3.7可以作为中断输入。
在应用MCS-51的并行I/O口时,主要有以下三种操作方式:
1. 输出数据方式:CPU通过数据传送指令将数据写入端口锁存器,然后通过输出驱动器送到端口引脚。例如,可以使用`MOV P0, A`指令将累加器A的内容输出到P0口。
2. 读端口数据方式:CPU直接读取端口锁存器上的数据,而不是引脚上的实时数据。例如,`MOV A, P1`指令会将P1口的锁存器内容读入累加器A。
3. 读端口引脚方式:为了获取端口引脚的实时状态,需要先将对应锁存器置1,再进行读取。例如,`MOV P1, #0FFH; MOV A, P1`这两条指令可读取P1口引脚上的信号。
在实际应用中,例如设计跑马灯电路,MCS-51单片机的并行I/O口可以用来控制LED的亮灭。硬件设计包括单片机最小系统(电源、接地等)、带按键的复位电路以及使用P口连接的LED发光二极管。软件设计中,需要编写循环控制LED亮灭的程序,通过改变输出到P口的数据实现LED的顺序点亮,形成跑马灯效果。
理解并熟练运用MCS-51单片机的内部资源,尤其是并行I/O口的工作方式和应用,是掌握单片机编程的基础,也是解决实际工程问题的关键。通过实例练习,可以更好地理解和掌握这些概念,为进一步深入学习和应用单片机打下坚实基础。