单片机IO口相关知识

CPU包括运算器和控制器，运算器主要包括算术运算、逻辑运算和位运算，控制逻辑包括定时和控制、指令寄存器、译码器、地址指针和程序计数器PC。

CPU外还有时钟电路、ROM、RAM、定时/计数器、并行IO、串行接口、中断系统。

1.IO口相关知识

这些IO口实际上就是GPIO，它是单片机内的特殊功能寄存器SFR里面的4个8bit的寄存器。

IO可以作为输出或输入。

IO作为输出时自带锁存功能，也就是写1后，输出一直是1（锁存器上的值），引脚上可能被外部电路影响而不是1了。

单片机4组IO口，P0输出时需要上拉；P1/P2/P3是准双向口。

有些口还可以作为数据或地址输入输出口。P1只能作为双向口，P0扩展数据和地址，P2扩展地址高8位，P3有第二特殊功能。

注意读引脚和读锁存器的区别：因为有时候输出设定为1，但是可能被外部电路钳制到低电平，所以当设置P0=1时想再设定P0=2时，就用读锁存器，这样就是1+1，不然就是读引脚可能就会变成0+1.常见的读锁存器的指令是：在使用ANL、ORL、XRL、CLR、SETB等位操作指令对I/O口进行按位修改时，单片机将首先读回端口锁存器的值，送入ALU进行相应位修改，再写回端口寄存器，通过驱动电路输出给外围电路。

读引脚时需要先想端口写1，把T2截止，这样读到才是外部真实电平。

双向IO口/准双向IO口的区别

标准双向IO口的特点有两条：

1、在输出模式下，可以输出高低电平；

2、在输入模式下，如果没有接外部电路，应呈现高阻态。

对于51单片机的P1、P2、P3口，由于有内部上拉电阻，输入模式下不可能出现高阻态，所以称之为准双向IO口。而P0口作为IO口工作时，如果不加上拉电阻就无法输出高电平；而加了上拉电阻，输入时又不会出现高阻态，所以也是准双向IO口。

单片机的P0口如果工作在第二功能状态下，则是双向IO口。当P0口工作在第二功能状态下，两个晶体管都可以工作。如果上面的晶体管断开，下面的导通，就输出低电平；反之上面的导通下面的断开，就输出高电平并且不需要上拉电阻；如果两个晶体管都断开，则可以作为输入，并且在没有外界电路时呈现高阻态。所以是双向IO口。

注：灌电流比拉电流能通过更大的电流；点亮LED一般用灌电流方式。

参考：

2.中断

常用术语：内部中断、外部中断、中断响应、中断服务程序、中断优先级、中断嵌套、中断源、中断矢量。

中断作用：①快速的CPU和慢速外部设备的速度配合；②实现实时控制；③实时故障发现和处理；④实时干预计算机工作。

单片机六个中断源：外部0、外部1、定时器0/1/2、串口。

外部中断可以设置为电平触发或边沿触发。

四个与中断有关的寄存器：TCON、SCON、IP、IE.

串行中断标志需要软件清除。

若是外部中断用电平触发，若是电平触发不撤销，跳出中断程序后会再次进入中断程序。

中断响应受阻断：正在执行RETI或访问IE、IP，必须执行完该指令，并执行下一条指令后才能响应中断（如强一行，电平触发会每次执行一条主程序）。

3.定时器和计数器

51是两个寄存器，52是三个寄存器，都是16位的。

工作方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON

4.存储资源

内部RAM，一般为128B，其中包括了可为寻址的16B，用C 语言时都是编译器在帮忙分配。RAM是用于存放运行时临时数据的。

内部ROM，一般是4KB，用于存放程序的，也就是keil编译出来的bin文件需要存储到单片机里面。

外部存储器，通过IO口，可以扩展外部RAM最大64KB，外部ROM最大64KB。