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1、单片机单片机P1口输入输出实验口输入输出实验单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 、实验目的、实验目的通过实验了解通过实验了解P1P1口作为输入输出方式使用口作为输入输出方式使用时，时，CPUCPU对对P1P1口操作方式。口操作方式。 单片机端口是集数据输入缓冲、数据输出驱动单片机端口是集数据输入缓冲、数据输出驱动及锁存等多项功能一体及锁存等多项功能一体I/OI/O的电路，特别是把握它的电路，特别是把握它准双向、多功能的特点。准双向、多功能的特点。单片机单片机4 4个并行端口是个并行端口是P0P0、P1P1、P2P2、P3P3。本实验只讨论。本实验只讨论P1P1端口。端口。、硬件设
2、计、硬件设计图图 P1P1口输出电路口输出电路 单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 89C5189C51C1C1C2C2LEDLED循环轮流点亮设计电路如图所示。将循环轮流点亮设计电路如图所示。将5151单片单片机第机第4040脚脚VccVcc接电源接电源+5V+5V，第，第2020脚脚VssVss接地接地, ,为单片机工作为单片机工作提供能源。提供能源。 将第将第1919脚脚XTAL1XTAL1与与1818脚脚XTAL2XTAL2分别接外部晶体两个引分别接外部晶体两个引脚，由石英晶体组成振荡器，保证单片机内部各部分有脚，由石英晶体组成振荡器，保证单片机内部各部分有序地工作。对外
3、部序地工作。对外部C1C1、C2C2的取值虽然没有严格的要求，的取值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳但电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性。定性、起振的快速性。C1C1、C2C2通常取值通常取值C1=C2=30PFC1=C2=30PF左右。左右。80518051的晶振最高振荡频率为的晶振最高振荡频率为12M12M，AT89C51AT89C51的外部晶振最的外部晶振最高频率可到高频率可到24M24M。单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 单片机可靠的复位是保证单片机正常运行的关键因素。单片机可靠的复位是保证单片机正常运行
4、的关键因素。因此，在设计复位电路时，通常要使因此，在设计复位电路时，通常要使RSTRST引脚保持引脚保持10ms10ms以上以上的高电平。当的高电平。当RSTRST从高电平变为低电平之后，单片机就从从高电平变为低电平之后，单片机就从0000H0000H地址开始执行程序。本电路是上电自动复位地址开始执行程序。本电路是上电自动复位。 将将8 8个个LEDLED接在单片机接在单片机P1P1端口的端口的P1.0-P1.7P1.0-P1.7引脚上，注意引脚上，注意LEDLED有长短两个引脚，分别表示正负极，其中较短的负极接有长短两个引脚，分别表示正负极，其中较短的负极接单片机，较长的为正极单片机，较长的
5、为正极, ,通过限流电阻通过限流电阻R R与与VccVcc相连。相连。本实验只需将本实验只需将8 8个个LEDLED与与P1P1口相连。口相连。单片机的单片机的P0P0、P1P1、P2P2、P3P3端口都可以用来控制端口都可以用来控制LEDLED。( (反过去再看设备反过去再看设备) )单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 、程序设计、程序设计1 1）工作原理）工作原理 P1P1口定义为带有上拉电阻口定义为带有上拉电阻8 8位准双向位准双向I/OI/O口，功能单一，口，功能单一，每一位可独立定义为输入输出，每一位可独立定义为输入输出，CPUCPU对对P1P1口操作可以是字节操口操作
6、可以是字节操作，也可以是位操作。作，也可以是位操作。P1P1作为输出口使用时，它的内部电路作为输出口使用时，它的内部电路已经提供了一个推拉电流负载，外接了一个上拉电阻，外电已经提供了一个推拉电流负载，外接了一个上拉电阻，外电路无需再接上拉电阻，与一般的双向口使用方法相同；作为路无需再接上拉电阻，与一般的双向口使用方法相同；作为输入口使用时，应先向其锁存器写入输入口使用时，应先向其锁存器写入“1”1”，使输出驱动电路，使输出驱动电路的的FETFET截止。若不先对它置截止。若不先对它置“1”1”，读入的数据是不准确的。，读入的数据是不准确的。单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 单片机
7、单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 图图P1P1端口的一位结构端口的一位结构 、程序设计、程序设计P1P1口输出控制程序的设计主要包括控制输出程序设计与延时程序设计。口输出控制程序的设计主要包括控制输出程序设计与延时程序设计。（1 1）输出控制：当）输出控制：当P1.5P1.5端口输出低电平，即端口输出低电平，即P1.5=0P1.5=0，这时，这时LEDLED亮，反之，亮，反之，LEDLED灭，可以使用灭，可以使用P1.5=0P1.5=0指令使指令使P1.5P1.5端口输出低电平，同样利用指令使端口输出低电平，同样利用指令使P1.5P1.5端口输出高电平。端口输出高电平。（2 2）延时
8、程序：单片机指令的执行时间是很短的，数量大多是微秒级，）延时程序：单片机指令的执行时间是很短的，数量大多是微秒级，因此，我们要求的闪烁时间间隔为因此，我们要求的闪烁时间间隔为0.2s0.2s，相对于微秒来说，相差太大，相对于微秒来说，相差太大，因此在执行某一指令时，插入延时程，来解决这一问题。因此在执行某一指令时，插入延时程，来解决这一问题。开关状态检测过程：开关状态检测过程： 0 0 单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的端口输单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的端口输入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，要能正确输入信号，先入信号，而输入的信号只有高电平
9、和低电平两种，要能正确输入信号，先使使P1P1端口端口P1.0-P1.3P1.0-P1.3置置1 1。可轮流检测每个开关状态，根据每个开关的状。可轮流检测每个开关状态，根据每个开关的状态让相应的二极管指示，也可以一次性检测四路开关状态，然后让其指示。态让相应的二极管指示，也可以一次性检测四路开关状态，然后让其指示。单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 2 2）程序流程如图）程序流程如图4 4所示。所示。图图4 4P1P1口输出程序流程图口输出程序流程图 单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 ）参考程序）参考程序( (单片机单片机P1P1端口接端口接8 8只只LEDLED
10、，每次点亮一只，向左移动点亮，重，每次点亮一只，向左移动点亮，重复循环。复循环。) ) ORG 0000HORG 0000H START: MOV R0, #8 START: MOV R0, #8 ；设左移；设左移8 8次次 MOV A, #11111110B MOV A, #11111110B ；存入开始点亮灯位置；存入开始点亮灯位置 LOOP: MOV P1, A LOOP: MOV P1, A ；传送到；传送到P1P1并输出并输出 LCALL DELAY LCALL DELAY ；调延时子程序；调延时子程序 RL A RL A ；左移一位；左移一位 SJMP LOOP SJMP LOOP
11、 ；重新设定显示值；重新设定显示值 DELAY: MOV R5,#50 DELAY: MOV R5,#50 ；延时子程序；延时子程序 DLY1: MOV R6,#100 DLY1: MOV R6,#100 DLY2: MOV R7,#100 DLY2: MOV R7,#100 DJNZ R7,$ DJNZ R7,$ DJNZ R6,DLY2 DJNZ R6,DLY2 DJNZ R5,DLY1 DJNZ R5,DLY1 RET RET ；子程序返回；子程序返回 END END ；程序结束；程序结束单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 、实验步骤、实验步骤 实际操作注意之处实际操作注意
12、之处1 1）安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿）安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到模块的单片机插座中，打开实验台电源，打开仿真器电真头插到模块的单片机插座中，打开实验台电源，打开仿真器电源源, ,打开电脑。打开电脑。2 2）启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。首进行仿真）启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。首进行仿真器的设置，选择仿真器型号、仿真头型号、器的设置，选择仿真器型号、仿真头型号、CPUCPU类型。选择通信端类型。选择通信端口，点击测试串行口，通信成功便可退出设置，进行仿真。口，点击测试串行口，通信成功便可退出设置，进行
13、仿真。3 3）在编辑窗口输入源程序，保存，文件名为）在编辑窗口输入源程序，保存，文件名为T1.ASMT1.ASM。对。对T1.ASMT1.ASM源源程序进行编译，编译无误后，执行程序，观察程序进行编译，编译无误后，执行程序，观察LEDLED变化，分析此现变化，分析此现象。象。）编写内容）编写内容2 2的的T2.ASMT2.ASM源程序源程序, ,按以上步骤调试该程序按以上步骤调试该程序, ,观察实验观察实验现象并分析。现象并分析。5 5）实验连线：）实验连线：P1.5P1.5接接LEDLED；单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 设置好仿真器类型、仿真头类型以及设置好仿真器类型、仿
14、真头类型以及CPUCPU类型，并注类型，并注意是否意是否“使用伟福软件模拟器使用伟福软件模拟器”，若使用硬件仿真，请，若使用硬件仿真，请去掉去掉“使用伟福软件模拟器使用伟福软件模拟器”前的选择。接着测试通讯前的选择。接着测试通讯口。口。图图5 5仿真软件状态设置通讯口测试仿真软件状态设置通讯口测试 可在此窗口下进行包括新建、打开、保存，将源文件编译可在此窗口下进行包括新建、打开、保存，将源文件编译成目标文件等文件操作。执行程序，观察实验台成目标文件等文件操作。执行程序，观察实验台LEDLED的变化。的变化。 图图6 6源程序编写编译调试源程序编写编译调试、实验报告要求、实验报告要求1)1)实验
15、报告要求有实验目的、要求、设备或仪器、硬件软件设计、步骤、实验报告要求有实验目的、要求、设备或仪器、硬件软件设计、步骤、现象分析、现象分析、应用分析。应用分析。现象分析、现象分析、应用分析应用分析填在填在报告本的报告本的原始数据栏。原始数据栏。2)2)画出实验要求画出实验要求2)2)硬件设计电路图、程序设计流程图、程序设计清单。硬件设计电路图、程序设计流程图、程序设计清单。3)3)写出实验要求写出实验要求3)3)的程序设计清单？的程序设计清单？4)4)写出实验过程中所遇到的问题与解决的办法。写出实验过程中所遇到的问题与解决的办法。8 8、思考题、思考题1)1)说明单片机各个引脚的功能及作用，比
16、较说明单片机各个引脚的功能及作用，比较P0,P3P0,P3端口的异同？端口的异同？2)2)时钟周期、机器周期的关系是什么？在单片机外部晶振为时钟周期、机器周期的关系是什么？在单片机外部晶振为12M12M时，下面时，下面的延时子程序延时了多少时间？当晶振为的延时子程序延时了多少时间？当晶振为6M6M时呢？时呢？DELAYDELAY： MOV R5MOV R5，#08H#08HDL1DL1： MOV R6MOV R6，#00H#00HDL2DL2： MOV R7,#80HMOV R7,#80HDJNZ R7DJNZ R7，$ $DJNZ R6,DL2DJNZ R6,DL2DJNZ R5,DL1DJNZ R5,DL1RETRET单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验