p0双向数据口用作数据传输和低位地址输出P1-P3有内部上接电阻叫准双向口P1无特殊功能P2输出高位地址P3有特殊功能断计数等8051单片机I/O引脚工作原理、P0端口结构及工作原理P0端口8位位结构图见下图：由上图见P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、与非门、与门及场效应管驱动电路构成再看图右边标号P0。
X引脚图标也说P0。X引脚P0。0P0。7任何位即P0口有8与上图相同电路组成下面我们先组成P0口每单元部份跟大家介绍下：先看输入缓冲器：P0口有两三态缓冲器学数字电路时我们已知道三态门有三状态即其输出端高电平、低电平同时还有种高阻状态（或称禁止状态）大家看上图上面读锁存器缓冲器也说要读取D锁存器输出端Q数据得使读锁存器缓冲器三态控制端（上图标号‘读锁存器’端）有效下面读引脚缓冲器要读取P0。
X引脚上数据也要使标号‘读引脚’三态缓冲器控制端有效引脚上数据才会传输我们单片机内部数据总线上D锁存器：构成锁存器通常要用时序电路时序单元电路学数字电路时我们已知道触发器保存位二进制数（即具有保持功能）51单片机32根I/O口线都用D触发器来构成锁存器大家看上图D锁存器D端数据输入端CP控制端（也时序控制信号输入端）Q输出端Q非反向输出端对于D触发器来讲当D输入端有输入信号时控制端CP没有信号（也时序脉冲没有来）时输入端D数据无法传输输出端Q及反向输出端Q非时序控制端CP时序脉冲旦了时D端输入数据会传输Q及Q非端数据传送过来当CP时序控制端时序信号消失了时输出端还会保持着上次输入端D数据（即把上次数据锁存起来了）下时序控制脉冲信号来了时D端数据才再次传送Q端从而改变Q端状态多路开关：51单片机当内部存储器够用（也需要外扩展存储器时里讲存储器包括数据存储器及程序存储器）时P0口作通用输入输出端口（即I/O）使用对于8031（内部没有ROM）单片机或者编写程序超过了单片机内部存储器容量需要外扩存储器时P0口作‘地址/数据’总线使用多路选择开关用于选择做普通I/O口使用还作‘数据/地址’总线使用选择开关了大家看上图当多路开关与下面接通时P0口作普通I/O口使用当多路开关与上面接通时P0口作‘地址/数据’总线使用输出驱动部份：从上图我们已看出P0口输出由两MOS管组成推拉式结构也说两MOS管次只能导通当V1导通时V2截止当V2导通时V1截止与门、与非门：两单元电路逻辑原理我们第四课数字及常用逻辑电路时已做过介绍明白同学请回第四节去看看前面我们已P0口各单元部件进行了详细讲解下面我们来研究下P0口做I/O口及地址/数据总线使用时具体工作过程1、作I/O端口使用时工作原理P0口作I/O端口使用时多路开关控制信号0（低电平）看上图线线部份多路开关控制信号同时与与门输入端相接我们知道与门逻辑特点全1出1有0出0控制信号0时与门输出也0（低电平）与让输出0V1管截止多路控制开关控制信号0（低电平）时多路开关与锁存器Q非端相接（即P0口作I/O口线使用）P0口用作I/O口线其由数据总线向引脚输出（即输出状态Output）工作过程：当写锁存器信号CP 有效数据总线信号→锁存器输入端D→锁存器反向输出Q非端→多路开关→V2管栅极→V2漏极输出端P0。
X前面我们已讲了当多路开关控制信号低电平0时与门输出低电平V1管截止所作输出口时P0漏极开路输出类似于OC门当驱动上接电流负载时需要外接上拉电阻下图由内部数据总线向P0口输出数据流程图（红色箭头）P0口用作I/O口线其由引脚向内部数据总线输入（即输入状态Input）工作过程： 数据输入时（读P0口）有两种情况1、读引脚 读芯片引脚上数据读引脚数时读引脚缓冲器打开（即三态缓冲器控制端要有效）通过内部数据总线输入请看下图（红色简头）2、读锁存器通过打开读锁存器三态缓冲器读取锁存器输出端Q状态请看下图（红色箭头）：输入状态下从锁存器和从引脚上读来信号般致也有例外例当从内部总线输出低电平锁存器Q＝0Q非＝1场效应管T2开通端口线呈低电平状态此时无论端口线上外接信号低电乎还高电平从引脚读入单片机信号都低电平因而能正确地读入端口引脚上信号又当从内部总线输出高电平锁存器Q＝1Q非＝0场效应管T2截止外接引脚信号低电平从引脚上读入信号与从锁存器读入信号同此8031单片机对端口P0P3输入操作上有下约定：此8051单片机对端口P0P3输入操作上有下约定：凡属于读-修改-写方式指令从锁存器读入信号其指令则从端口引脚线上读入信号读-修改-写指令特点从端口输入(读)信号单片机内加运算(修改)再输出(写)该端口上下面几条读--修改-写指令例子样安排原因于读-修改-写指令需要得端口原输出状态修改再输出读锁存器而读引脚避免因外部电路原因而使原端口状态被读错 P0端口8031单片机总线口分时出现数据D7D0、低8位地址A7AO及三态用来接口存储器、外部电路与外部设备P0端口使用广泛I／O端口2、作地址/数据复用口使用时工作原理 访问外部存储器时P0口作地址/数据复用口使用 时多路开关‘控制’信号‘1’‘与门’解锁‘与门’输出信号电平由地址/数据线信号决定；多路开关与反相器输出端相连地址信号经地址/数据线→反相器→V2场效应管栅极→V2漏极输出例：控制信号1地址信号0时与门输出低电平V1管截止；反相器输出高电平V2管导通输出引脚地址信号低电平请看下图（兰色字体电平）：反之控制信号1、地址信号1与门输出高电平V1管导通；反相器输出低电平V2管截止输出引脚地址信号高电平请看下图（兰色字体电平）：见输出地址/数据信息时V1、V2管交替导通负载能力强直接与外设存储器相连无须增加总线驱动器 P0口又作数据总线使用访问外部程序存储器时P0口输出低8位地址信息变数据总线便读指令码（输入） 取指令期间控制信号0V1管截止多路开关也跟着转向锁存器反相输出端Q非；CPU自动0FFH（11111111即向D锁存器写入高电平‘1’）写入P0口锁存器使V2管截止读引脚信号控制下通过读引脚三态门电路指令码读内部总线请看下图该指令输出数据MOVX @DPTRA（累加器内容通过P0口数据总线传送外部RAM）则多路开关控制信号‘1’与门解锁与输出地址信号工作流程类似数据据由地址/数据线→反相器→V2场效应管栅极→V2漏极输出 该指令输入数据（读外部数据存储器或程序存储器）MOVX A@DPTR（外部RAM某存储单元内容通过P0口数据总线输入累加器A）则输入数据仍通过读引脚三态缓冲器内部总线其过程类似于上图读取指令码流程图通过上分析看出当P0作地址/数据总线使用时读指令码或输入数据前CPU自动向P0口锁存器写入0FFH破坏了P0口原来状态因此能再作通用I/O端口大家系统设计时务必注意即程序能再含有P0口作操作数（包含源操作数和目操作数）指令二、P1端口结构及工作原理 P1口结构简单用途也单仅作数据输入/输出端口使用输出信息有锁存输入有读引脚和读锁存器之分P1端口位结构见下图。
由图见P1端口与P0端口主要差别于P1端口用内部上拉电阻R代替了P0端口场效应管T1并且输出信息仅来自内部总线由内部总线输出数据经锁存器反相和场效应管反相锁存端口线上所P1端口具有输出锁存静态口 由上图见要正确地从引脚上读入外部信息必须先使场效应管关断便由外部输入信息确定引脚状态此作引脚读入前必须先对该端口写入l具有种操作特点输入/输出端口称准双向I/O口8051单片机P1、P2、P3都准双向口P0端口由于输出有三态功能输入前端口线已处于高阻态无需先写入l再作读操作 P1口结构相对简单前面我们已详细分析了P0口只要大家认真分析了P0口工作原理P1口我想大家都有能力去分析里我多论述了 单片机复位各端口已自动地被写入了1此时直接作输入操作应用端口过程已向P1P3端口线输出过0则再要输入时必须先写1再读引脚才能得正确信息此外随输入指令同H端口也有读锁存器与读引脚之分三、P2端口结构及工作原理:P2端口位结构见下图：由图见P2端口片内既有上拉电阻又有切换开关MUX所P2端口功能上兼有P0端口和P1端口特点主要表现输出功能上当切换开关向下接通时从内部总线输出位数据经反相器和场效应管反相输出端口引脚线上；当多路开关向上时输出位地址信号也经反相器和场效应管反相输出端口引脚线上对于8031单片机必须外接程序存储器才能构成应用电路（或者我们应用电路扩展了外部存储器）而P2端口用来周期性地输出从外存取指令地址(高8位地址)因此P2端口多路开关总进行切换分时地输出从内部总线来数据和从地址信号线上来地址因此P2端口动态I/O端口输出数据虽被锁存稳定地出现端口线上其实里输出数据往往也种地址只过外部RAM高8位地址输入功能方面P2端口与P0和H端口相同有读引脚和读锁存器之分并且P2端口也准双向口见P2端口主要特点包括：①能输出静态数据；②自身输出外部程序存储器高8位地址；②执行MOVX指令时还输出外部RAM高位地址故称P2端口动态地址端口即P2口作I/O口使用也作地址总线使用下面我们分析下两种工作状态1、作I/O端口使用时工作过程 当没有外部程序存储器或虽有外部数据存储器容易大于256B即需要高8位地址时（种情况下能通过数据地址寄存器DPTR读写外部数据存储器）P2口I/O口使用时控制信号0多路开关转向锁存器同相输出端Q输出信号经内部总线→锁存器同相输出端Q→反相器→V2管栅极→V2管9漏极输出 由于V2漏极带有上拉电阻提供定上拉电流负载能力约8TTL与非门；作输出口前同样需要向锁存器写入1使反相器输出低电平V2管截止即引脚悬空时高电平防止引脚被钳位低电平读引脚有效输入信息经读引脚三态门电路内部数据总线2、作地址总线使用时工作过程 P2口作地址总线时控制信号‘1’多路开关车向地址线（即向上接通）地址信息经反相器→V2管栅极→漏极输出由于P2口输出高8位地址与P0口同无须分时使用因此P2口上地址信息（程序存储器上A15~A8）功数据地址寄存器高8位DPH保存时间长无须锁存四、P3端口结构及工作原理P3口多功能口除了作I/O口外还具有第二功能P3端口位结构见下图由上图见P3端口和Pl端口结构相似区别仅于P3端口各端口线有两种功能选择当处于第功能时第二输出功能线1此时内部总线信号经锁存器和场效应管输入/输出其作用与P1端口作用相同也静态准双向I/O端口当处于第二功能时锁存器输出1通过第二输出功能线输出特定内含信号输入方面即通过缓冲器读入引脚信号还通过替代输入功能读入片内特定第二功能信号由于输出信号锁存并且有双重功能故P3端口静态双功能端口P3口特殊功能（即第二功能）：使P3端品各线处于第二功能条件:1、串行I/O处于运行状态(RXD,TXD);2、打开了处部断(INT0,INT1);3、定时器/计数器处于外部计数状态(T0,T1)4、执行读写外部RAM指令(RD,WR)应用,设定P3端口各位第二功能(WR,RD信叼产生用设置),则P3端口线自动处于第功能状态也静态I／O端口工作状态更多场合根据应用需要把几条端口线设置第二功能而另外几条端口线处于第功能运行状态种情况下宜对P3端口作字节操作需采用位操作形式端口负载能力和输入／输出操作:P0端口能驱动8LSTTL负载需增加负载能力P0总线上增加总线驱动器P1P2P3端口各能驱动4LSTTL负载前已述及由于P0-P3端口已映射成特殊功能寄存器P0P3端口寄存器所对些端口寄存器读／写实现了信息从相应端口输入／输出例：MOV A P1 ；把Pl端口线上信息输入AMoV P1 A ；把A内容由P1端口输出MOV P3 #0FFH ；使P3端口线各位置l。
全部
