我們?nèi)祟惪梢酝ㄟ^連接手腳上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，肌腱，控制著我們的肌肉做出各種動作，完成各種造型。那單片機(jī)里的肌腱和神經(jīng)就是今天我們要講的主角----單片機(jī)的IO口。 我們學(xué)習(xí)單片機(jī)，到底學(xué)什么呢？最終落腳點(diǎn)，就是落在單片機(jī)的IO口上，其實(shí)最終就是操作單片機(jī)的IO口，什么串口通訊，IIC通信協(xié)議，中斷，定時器，最終在單片機(jī)上體現(xiàn)出來的還是我們對單片機(jī)IO口的操作。既然那么重要，今天我們就來好好的說一說單片機(jī)的IO口。 說起單片機(jī)的IO口，大家肯定會笑話小編，這么簡單的東西，還要你說。對，它是簡單，看遍你是個人寫的單片機(jī)教程，最開始講編程就是從操作單片機(jī)IO口開始，都是從點(diǎn)亮一個LED燈開始，是的，點(diǎn)亮一個LED燈，就是對單片機(jī)IO的最簡單的操作，要么給高電平，要么給低電平，這也是操作IO的唯一的兩個方法。怎么說？舉個例子：要在某個IO上輸出PWM信號，其實(shí)就是有規(guī)律的在這個IO上交替的給高低電平，給的速度快慢決定了PWM信號的頻率，給的高電平的時間所占一個高低電平周期的多少，決定了這個PWM信號的占空比。這么一說，高大上的PWM信號是不是就簡單多了。 說了這么多，下面我們具體來說STC51單的IO的配置和各個模式的區(qū)別。 STC的51單片機(jī)為了更多更能的使用和運(yùn)用于不同場合，STC51單片機(jī)設(shè)計了4中IO口模式，分別是：準(zhǔn)雙向IO口模式、推挽輸出模式、高阻輸入模式和開漏輸出模式。每個IO口的模式配置，需要兩個寄存器結(jié)合起來進(jìn)行設(shè)置。這兩個寄存器分別是PnM1和PnM0,（在STC8系列芯片中n=0,1,2,3,4,5,6,7），以P0口為例，配置P0口需要P0M1和P0M0兩個寄存器進(jìn)行配置，具體如下圖： 即P0M1寄存器的第0位和P0M0寄存器的第0位組合起來配置P0.0位的模式，P0M1寄存器的第1位和P0M0寄存器的第1位組合起來配置P0.1位的模式，P0口的其他位以此類推。具體的PnM1和PnM0寄存器的組合方式如下表所示： 1、準(zhǔn)雙向I/O模式題 準(zhǔn)雙向I/O模式與標(biāo)準(zhǔn)51相比，雖然在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是不同的，但在用法上類同，比如要作為輸入時都必須先寫“1”置成高電平，然后才能去讀引腳的電平狀態(tài)。兼容傳統(tǒng)的51單片機(jī)，在上電復(fù)位后，常規(guī)的IO都是準(zhǔn)雙向IO模式。在準(zhǔn)雙向IO模式下，端口輸出1時能力很弱，允許外部將其拉低，輸出0時驅(qū)動能力很強(qiáng)，可以吸收很大電流（20mA）。從輸出示意圖可以看出，在此模式下有三個晶體管來適應(yīng)不同的需求。當(dāng)端口寄存器輸出1且引腳也為1時，晶體管“弱上拉”打開，提供基本的驅(qū)動電流，如果引腳輸出的1被外部電路拉低時，“極弱上拉”打開，且關(guān)閉“弱上拉”，此時外部需要有足夠的灌電流來拉低引腳電平；當(dāng)端口寄存器為1，且引腳懸空時，“極弱上拉”打開，提供微弱的電流來維持引腳的高電平；當(dāng)端口寄存器由0變到1時，“強(qiáng)上拉”打開來加快引腳上電平從0到1的轉(zhuǎn)換，強(qiáng)上拉打開后，引腳上電平由0到1的轉(zhuǎn)換需要兩個時鐘周期，所以需要讀外部狀態(tài)的時候，在端口寫1后需要加兩個空操作來等待引腳電平的轉(zhuǎn)換，完了讀取到的狀態(tài)才是實(shí)際引腳狀態(tài)。 準(zhǔn)雙向IO輸出示意圖 2、推挽輸出模式 推挽輸出的特點(diǎn)是不論輸出高電平還是低電平都能驅(qū)動較大的電流，比如輸出高電平時可以直接點(diǎn)亮LED(要串聯(lián)幾百歐限流電阻)，而在準(zhǔn)雙向I/O模式下很難辦到。 推挽輸出模式輸出示意圖 3、高阻輸入模式 此模式下，電流既不能流入也不能流出，這樣可以獲得比較高的輸入阻抗，這在模擬比較器和ADC應(yīng)用中是必需的。高阻態(tài)是數(shù)字電路中的術(shù)語，它既不是高電平也不是低電平，上一級電路輸出到高阻輸入接口，此接口不會對上一級電路的狀態(tài)有影響，和沒接一樣，不產(chǎn)生電流的衰減，電平也由接入的電平?jīng)Q定，電路分析時高阻態(tài)可做開路理解。可以把它看作輸出（輸入）電阻非常大。這樣在做ADC轉(zhuǎn)換的時候是必須要的，我們都知道電壓表的內(nèi)阻我們認(rèn)為是無窮大的，在此，我們用ADC轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電壓表的時候，就需要在高阻模式下進(jìn)行。注意，在此模式下，不提供20mA的灌電流的吸收能力。 高阻輸入模式示意圖 4、開漏輸出模式 開漏輸出模式既可讀外部狀態(tài)，又可以對外輸出高低電平，但是必須加上拉電阻。當(dāng)端口鎖存器輸出0時，內(nèi)部將關(guān)閉所有上拉晶體管，此時可以提供20mA的灌電流吸收能力；當(dāng)端口寄存器輸出1是，外部必須接上拉電阻，這也是此模式下的最大的優(yōu)點(diǎn)----電氣兼容性好，外部上拉電阻接3V電源，就能和3V邏輯器件接口，如果上拉電阻接5V電源，又可以與5V邏輯器件接口。 開漏輸出模式示意圖 STC8A特例一 ----內(nèi)部集成了上拉電阻 內(nèi)部已經(jīng)集成了3.7K的上拉電阻，可以通過上拉電阻控制寄存器實(shí)現(xiàn)禁止和使能。使能上拉電阻控制寄存器相關(guān)位后，對應(yīng)引腳上將接通單片機(jī)內(nèi)部的3.7K電阻，可以省去外部上拉電阻，禁止上拉電阻控制寄存器后將斷開內(nèi)部上拉電阻。官方給出的資料顯示，此3.7K上拉電阻實(shí)測為4.2K左右，而且在P3.0和P3.1上的上拉電阻可能會略小一些。 STC8A特例二----施密特觸發(fā)控制 每一個IO口都對應(yīng)有施密特觸發(fā)控制位，都可程序控制其使能和禁止。具體使能和禁止的區(qū)別，請參看下表。 本文轉(zhuǎn)載自： 單片機(jī)技術(shù)宅（作者： 小代126） 免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。 (mbbeetchina)