单片机输入/输出端口的工作原理

　　单片机的功能主要是通过向特殊寄存器输送0 或1 二进制数来实现的，所以，了解0和1 的作用对理解单片机工作的基本原理非常重要，下面就以一个程序实例来说明输入／输出端口的工作原理。

　　程序TEST.ASM 是一个实例程序，图1是它的电路图，在图中单片机P1端口的8个引脚分别与8只发光二极管相连。

　　图1 Pl 端口输出电路

　　如果将该程序写入单片机后，在程序运行时会看到8个发光二极管中接在P1.0～P1.3、P1.5～Pl.7的发光二极管被点亮；而P1.1和P1.4所接的发光二极管熄灭。

　　程序：TEST.ASM

　　MOV P1 ，#00010010B

　　JMP $

　　END ～

　　引脚与寄存器的关系

　　程序中的Pl对外是输入／输出端口，共有8个引脚，分别与8只发光二极管相连；而Pl对内是特殊功能寄存器里的一个单元，地址在90H ，单元内共有8个位，每位接出一根引线，就是在外面看到的引脚PI.0～P1.7，Pl寄存器与引脚的对应关系示意图如图2.7所示。　　

　　图2 Pl 寄存器与引脚的对应关系示意图

　　单片机的P0、P2、P3 与上述的逻辑结构相同。

　　单片机中0和1的作用

　　1.在端口的外部0与1是表示电平的高低

　　图3 所示是图1 P1 端口输出的等效电路，D是发光二极管，当正向电流有电流流过时，二极管就会发光。R 是限流电阻，防止二极管因电流过大而被烧坏。

　　从电路中可以看出，当开关K 向下与b 点相接时，二极管的负极接地，即Pl 端口输出呈现低电平，用0来表示，此时二极管因有电流通过而发光；当开关K 向上与a 点相接时，二极管的负极接电源＋5V ，即Pl 端口输出呈现高电平，用1 来表示（此时的l 不是1V ，而是代表＋5V ） ，此时二极管被截止，没有电流通过，也就不能发光。

　　所以，当Pl引脚为低电平O 时，灯会点亮；当P1引脚为高电平1时，灯会灭。0和1在端口的外部是表示电平的高低。

　　

　　图3 Pl 端口等效电路

　　2.在单片机内部对寄存器而言，0 和１是表示二进制数

　　要想使输出端引脚呈现低电平或高电平，只需要向寄存器Pl 输入相应的二进制数0或1 即可。例如，通过使用单片机的MOV 指令（MOV 指令的功能是输送数据），把8 位二进制数00010010 送到特殊功能寄存器Pl 单元，程序为：MOV　PI ， #00010010B ，如图4 所示。0 所对应的引脚是低电平，发光二极管导通发光；1 所对应的引脚是高电平，发光二极管截止，灯灭。 　

　

　　图4 装入8 位二进制数

　　3.对连接的发光二极管来说，0 和1 表示灯亮与灭

　　这是指发光二极管按图1接法而言，不是绝对的。因大部分单片机电路都是按此接法，所以记住此规律对分析单片机电路是很有益的。

　　从上述可归纳出：0 和1 在寄存器内表示二进制的数；0 和1 在输出端口处表示电平的高低；O 和1 又代表灯亮与灭（导通与截止）。