零基础学习8051单片机（五）

续上一篇，依旧学习8051单片机的硬件结构以及I/O口的电路结构。

1.概念

（1）UART是 通用的异步的接收发送串口。

2.位地址空间

211个寻址位的位地址，位地址范围为00H~FFH，其中00H~7FH 这128位处于片内RAM字节地址20H~2FH单元中，每一位都可以进行置1或清0，每一位也可以进行读和写。

如图：

其余的83个可寻址位分布在特殊功能寄存器SFR中，如图：

可被位寻址的特殊寄存器有11个，共有位地址88个，5个位未用，其余83个位的位地址离散地分布于片内数据存储器区字节地址为80H~FFH的范围内，其最低位的位地址等于其字节地址，且其字节地址的末位都为0H或8H。

存储器结构图：

?注：关键在于EA引脚怎么接，在用proteus仿真时，默认为高电平（=1）

3.并行1/0端口

4个8位并行1/0端口，为P0、P1、P2和P3，其输出锁存器属特殊功能寄存器
端口组成:每位均由输出锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成
4个端口均可位寻址。

（1） PO口

双功能的8位并行端口，字节地址为80H，位地址为80H~87H，在端口的地方有一个锁存器其实就是特殊功能寄存器。

PO口某一位的位电路结构，如图：

?要求：必须掌握P0口的工作过程

回顾：P0口是分时服用的并行I/O口，一是做总线口，另外做A/O口

总线口：

先发出低8位地址后，被外部的8地锁存器能锁住，然后再作为数据端口，由于单片机引脚树目有限，所以是分时服用的，当作为总线口时，先发低8位地址，在往外发数据。

1）位电路结构

P0口位电路包括：

? （1）1个数据输出的锁存器。

? （2）2个三态的数据输入缓冲器，分别是用于读锁存器数据的输入缓冲器BUF1和读引脚数据的输入缓冲器BUF2。

? （3）一个多路转接开关MUX，它的一个输入来自锁存器的 Q*端，另一个输入为地址/数据信号的反相输出。MUX由“控制”信号控制，实现锁存器输出和地址/数据信号间转接。

? （4）数据输出的控制和驱动电路，由2个场效应管（FET）组成。

2）工作过程:

做总线口：

开关MUX由控制信号控制，打到了地址/数据的另一端，控制信号的另一端由于片内硬件结构使其为1，所以与门打开，地址和数据那端，就是要发的地址或者数据，当它发出为1时，另一端为0，MUX开关打向这里，进而使得场校应管截止，控制信号的输入与门为1，数据那端输入也为1，所以与门的输出为1，加到长向管上吗，使得其导通，由于下面那个长向管截止，那么在下面那个长向管上面的一段为高电平（=1），那么他（P0）的输出就为1，这是做总线口时的工作状态。

做数据I/O口：

控制信号为0，开关MUX与锁存器一端相连接，然后CPU自动往D写个1，则对面的Q也为1，则Q一把为0，与下面的场效应管相连，使得其截止，由于控制信号为0，只要开关与锁存器相连，那么地址/数据那一端也为0，则与门为0，上面的场效应管也截止，所以做输入时两个场效应管都截止，那么数据就通过PO口进入单片机内，由于他俩都截止了，所以从引脚往里看，都是悬浮态，是高阻态，使得其余外部隔绝。

所以P0口与另外三个口不同，是双向口，双向口的最大特点就是具有高阻悬浮态。

数据进来之后，还有一个三态门，这个三态门，由执行的指令来控制，往里面读入数据有两种可能，一种是读引脚，另一种是读锁存器，硬件通过所编写的指令来进行区分。

读引脚：

信号有效，三态门打开进到片内。

读锁存器：

读的是，刚才输入进去的0或1的状态，读Q端通过三态门进去，进入片内。

注：PO做输入数据的I/O口，必须外接一个上拉电阻，才能使其端口为高电平。

差别：

直接读引脚并不能反映，刚刚是往锁存器写的是0还是1，这就会出错。所以读引脚还是读锁存器，单片机有自己的汇编指令。

注：

(1)在实际中，进行设计时，只要外部扩有外部RAM和I/O口，只要他们是统一编制的，就要用P0口作为总线口，作总线口就不会做I/0口，做I/0口，一定要接上拉电阻，是准双相口，这样才有高电平输出。但是做总线口，作为低8位地址和数据端口，不用外加，是双相口。

(2)如果有一个上拉电阻连到Vcc，然后从引脚看等效输入阻抗，没有高阻态，是一个准双向口，做I/O口。

(3)单片机复位时，锁存器自动写1

(4)由输出转为输入的时候，一定要写1，目的就是把下面场效应管截止，处于输入状态