单片机并行I-O口应用分解课件.ppt

1、 本章内容本章内容p并行并行I/O口电路结构口电路结构p认识认识C语言语言pC语言的基本语句语言的基本语句pC语言数据与运算语言数据与运算p数组的概念数组的概念第第3 3章章 单片机并行单片机并行I/OI/O口应用口应用并行并行I/OI/O口电路结构口电路结构 MCS-51系列单片机共有四个8位并行I/O口，分别用P0、P1、P2、P3表示。每个I/O口既可以按位操作使用单个引脚，也可以按字节操作使用8个引脚。P0P0口的结构口的结构 输出控制电路输出驱动电路P0口逻辑电路 当P0口作为输出口使用时，内部总线将数据送入锁存器，内部的写脉冲加在锁存器时钟端CP上，锁存数据到Q、端。经过MUX，T

2、2反相后正好是内部总线的数据，送到P0口引脚输出。当P0口作为输入口使用时，应区分读引脚和读端口两种情况，所谓读引脚，就是读芯片引脚的状态，这时使用下方的数据缓冲器，由“读引脚”信号把缓冲器打开，把端口引脚上的数据从缓冲器通过内部总线读进来。读端口是指通过上面的缓冲器读锁存器Q端的状态。读端口是为了适应对I/O口进行“读-修改-写”操作语句的需要。例如下面的C51语句：P0=P0&0 xf0;/将P0口的低4位引脚清0输出P0口的结构口的结构 除了I/O功能以外，在进行单片机系统扩展时，P0口是作为单片机系统的地址/数据线使用的，一般称为地址/数据分时复用引脚。当输出地址或数据时，由内部发出控

3、制信号，使“控制”端为高电平，打开与门，并使多路开关MUX处于内部地址/数据线与驱动场效应管栅极反相接通状态。此时，输出驱动电路由于两个FET处于反相，形成推拉式电路结构，使负载能力大为提高。输入数据时，数据信号直接从引脚通过输入缓冲器进入内部总线。P0口的结构口的结构 P1P1口的结构口的结构 P1口逻辑电路pP1口是准双向口，只能作为通用I/O口使用。pP1口作为输出口使用时，无需再外接上拉电阻。pP1口作为输入口使用时，应区分读引脚和读端口。读引脚时，必须先向电路中的锁存器写入“1”，使输出级的FET截止。P1口的结构口的结构 P2P2口的结构口的结构 P2口逻辑电路p单片机系统扩展时，

4、P2口还可以用来作为高8位地址线使用，与P0口的低8位地址线共同组成16位地址总线，此时多路开关应接通“地址”端。pP2口是准双向口，在实际应用中，可以用于为系统提供高8位地址，也能作为通用I/O口使用。pP2口作为通用I/O口的输出口使用时，与P1口一样无需再外接上拉电阻。pP2口作为通用I/O口的输入口使用时，应区分读引脚和读端口。读引脚时，必须先向锁存器写入“1”。P2口的结构口的结构 P3P3口的结构口的结构 P3口逻辑电路p当P3口作为I/O端口使用时，“第二输出功能”端应保持高电平。pP3口是准双向口，可以作为通用I/O口使用，还可以作为第二功能使用。作为第二功能使用的端口，不能同

5、时当作通用I/O口使用，但其他未被使用的端口仍可作为通用I/O口使用。pP3口作为通用I/O的输出口使用时，不用外接上拉电阻。P3口的结构口的结构 认识认识C C语言语言 C语言程序以函数形式组织程序结构，C程序中的函数与其他语言中所描述的“子程序”或“过程”的概念是一样的。C程序基本结构认识认识C C语言语言p一个C语言源程序是由一个或若干个函数组成，每一个函数完成相对独立的功能。每个C程序都必须有（且仅有）一个主函数main()，程序的执行总是从主函数开始，调用其他函数后返回主函数main()，不管函数的排列顺序如何，最后在主函数中结束整个程序。pC语言程序中可以有预处理命令，预处理命令通

6、常放在源程序的最前面。pC语言程序使用“；”作为语句的结束符，一条语句可以多行书写，也可以一行书写多条语句。认识认识C C语言语言p结构化语言p丰富的数据类型p便于维护管理p与汇编语言相比，C语言的优点如下：不要求编程者详细了解单片机的指令系统，但需了解单片机的存储器结构；寄存器分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理；结构清晰，程序可读性强；编译器提供了很多标准库函数，具有较强的数据处理能力。C C语言的基本语句语言的基本语句语言程序的执行部分由语句组成。C语言提供了丰富的程序控制语句，按照结构化程序设计的基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构，组成各种复杂程序。这些语句主要包括

7、表达式语句、复合语句、选择语句和循环语句等。表达式语句和复合语句表达式语句和复合语句 p表达式语句表达式语句是最基本的C语言语句。表达式语句由表达式加上分号“；”组成，其一般形式如下：表达式；表达式；执行表达式语句就是计算表达式的值。p在在 C 语言中有一个特殊的表达式语句，称为空语句语言中有一个特殊的表达式语句，称为空语句。空语句中只有一个分号“；”，程序执行空语句时需要占用一条指令的执行时间，但是什么也不做。在C51程序中常常把空语句作为循环体，用于消耗CPU时间等待事件发生的场合。表达式语句和复合语句表达式语句和复合语句 p把多个语句用大括号括起来，组合在一起形成具有一定功能的模块，这种

8、由若干条语句组合而成的语句块称为复合语句复合语句。在程序中应把复合语句看成是单条语句，而不是多条语句。p复合语句在程序运行时，中的各行单语句是依次顺序执行的。在C语言的函数中，函数体就是一个复合语句。选择语句选择语句 基本if语句的格式如下：if(表达式)语句组；if语句执行过程：当“表达式”的结果为“真”时，执行其后的“语句组”，否则跳过该语句组，继续执行下面的语句。选择语句选择语句 pif语句中的“表达式”通常为逻辑表达式或关系表达式，也可以是任何其他的表达式或类型数据，只要表达式的值非0即为“真”。以下语句都是合法的：if(3)if(x=8)if(P3_0)p在if语句中，“表达式”必须

9、用括号括起来。p在if语句中，花括号“”里面的语句组如果只有一条语句，可以省略花括号。如“if(P3_0=0)P1_0=0;”语句，但是为了提高程序的可读性和防止程序书写错误，建议读者在任何情况下，都加上花括号。选择语句选择语句 if-else语句的一般格式如下：if(表达式)语句组1；else 语句组2；if-else语句执行过程：当“表达式”的结果为“真”时，执行其后的“语句组1”，否则执行“语句组2”选择语句选择语句 if-else-if语句是由 if else 语句组成的嵌套，用来实现多个条件分支的选择，其一般格式如下：if(表达式1)语句组1；else if(表达式2)语句组2；el

10、se if(表达式n)语句组n；else 语句组n+1；选择语句选择语句 选择语句选择语句 多分支选择的switch语句，其一般形式如下：switch(表达式)case常量表达式1:语句组1;break;case常量表达式2:语句组2;break;case常量表达式n:语句组n;break;default :语句组n+1;该语句的执行过程是：首先计算表达式的值，并逐个与case后的常量表达式的值相比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相等时，则执行对应该常量表达式后的语句组，再执行break语句，跳出switch语句的执行，继续执行下一条语句。如果表达式的值与所有case后的常量表达式均不相同

11、，则执行default后的语句组。练习一：练习一：whilewhile语句用来实现语句用来实现“当型当型”循环，循环，执行过程：首先判断表达式，执行过程：首先判断表达式，当表达式的值为真（非当表达式的值为真（非0 0）时，）时，反复执行循环体。为假（反复执行循环体。为假（0 0）时）时执行循环体外面的语句。执行循环体外面的语句。循环体循环体循环继续的条循环继续的条件表达式件表达式下一条语句下一条语句非非0（真）（真）0（假）（假）循环体语句组循环体语句组while执行过程执行过程格式：格式：while（循环继续的条件表达式）（循环继续的条件表达式）语句组语句组;花括号不花括号不能丢掉！能丢掉！

12、请问：下述程序实现了什么功能？请问：下述程序实现了什么功能？main()main()int i,sum=0;int i,sum=0;while(i=10)while(i=10)sum=sum+i;sum=sum+i;i+;i+;循环语句循环语句 do-while语句用来实现语句用来实现“直到型直到型”循环循环执行过程：先无条件执行一次循环体，执行过程：先无条件执行一次循环体，然后判断条件表达式，当表达式的值然后判断条件表达式，当表达式的值为真（非为真（非0）时，返回执行循环体直）时，返回执行循环体直到条件表达式为假（到条件表达式为假（0）为止。）为止。绝对不能少分号！绝对不能少分号！循环体循环

13、体格式：格式：dodo 循环体语句组；循环体语句组；while(while(循环继续条件循环继续条件)；花括号不花括号不能丢掉！能丢掉！循环继续的条循环继续的条件表达式件表达式下一条语句下一条语句非非0（真）（真）0（假）（假）循环体语句组循环体语句组请问：下述程序实现了什么功能？请问：下述程序实现了什么功能？main()main()int i,sum=0;int i,sum=0;do do sum=sum+i;sum=sum+i;i+;i+;while(i=100);while(i=100);循环语句循环语句 总循环次数已确定总循环次数已确定的情况下，的情况下，可采用可采用forfor语句形

14、式为：语句形式为：forfor语句的一般形式：语句的一般形式：for(for(循环变量赋初值循环变量赋初值；循环继续条件循环继续条件；循环变量增循环变量增值值)循环体语句组；循环体语句组；分隔符分隔符为分号为分号请问：下述程序实现了什么功能？请问：下述程序实现了什么功能？main()main()int i,y=0;int i,y=0;for(i=1;i=10;i+)for(i=1;i=10;i+)y=y+i;y=y+i;循环语句循环语句 循环继续条件循环继续条件for的下一条语句的下一条语句非非0（真）（真）0（假）（假）循环体语句组循环体语句组循环变量赋初值循环变量赋初值循环变量增值循环变量

15、增值forfor语句循环执行过程语句循环执行过程只求解一次只求解一次要执行若干次，要执行若干次，具体次数由具体次数由“循循环继续条件环继续条件”决决定定for(for(循环变量赋初值循环变量赋初值；循环继续条件循环继续条件；循环变量增值循环变量增值 )循环体语句组；循环体语句组；分隔符分隔符为分号为分号C语言数据与运算语言数据与运算 l1.赋值运算符赋值运算符l2.算术运算符和算术表达式算术运算符和算术表达式 l3.关系运算符和关系表达关系运算符和关系表达式式l4.逻辑运算符和逻辑表达式逻辑运算符和逻辑表达式赋值运算符赋值运算符l 赋值语句的作用是把某个常量或变量或赋值语句的作用是把某个常量或

16、变量或表达式的值赋值给另一个变量。表达式的值赋值给另一个变量。l符号为符号为=。这里并不是等于的意思，。这里并不是等于的意思，只是赋值，等于用只是赋值，等于用=表示。表示。l赋值语句左边必须是赋值语句左边必须是变量或寄存器变量或寄存器，且，且必须必须先定义先定义。l常量不能出现左边。常量不能出现左边。赋值运算符和赋值表达式赋值运算符和赋值表达式简单的赋值运算符：简单的赋值运算符：复合的赋值运算符复合的赋值运算符=+=、-=、*=、%=、/=i+=2 等价于等价于 i=i+2 a*=b+5 等价于等价于 a=a*(b+5)x%=3 等价于等价于 x=x%3算术运算符算术运算符（加法运算）（加法运

17、算）（减法运算）（减法运算）*（乘法运算符）（乘法运算符）（除法运算符）（除法运算符）%（求余运算符，或称模运算符）如：（求余运算符，或称模运算符）如：4%24%20 0+(+(变量自加变量自加1)1)-（变量自减（变量自减1 1）注注 意意p两个两个整数整数相除结果为相除结果为整数整数，如，如8/5的结果为的结果为1，舍去小数部分。，舍去小数部分。如果参加运算的两个数中有一个数为如果参加运算的两个数中有一个数为实数实数，则结果是，则结果是实型实型。p求余运算要求求余运算要求%两侧都是两侧都是整型数据整型数据。自增、自减运算实战演练：请说明程序运行完后实战演练：请说明程序运行完后x,y,z,m

18、,nx,y,z,m,n的值分别是多的值分别是多少？少？main()main()int x=6,y,z,m,n;int x=6,y,z,m,n;y=+x;y=+x;z=x-;z=x-;m=y/z;m=y/z;n=y%z;n=y%z;自增运算符（自增运算符（+）和自减运算符（）和自减运算符（-）：）：（1 1）前置运算前置运算变量、变量变量、变量 即先增减、后运算。即先增减、后运算。（2 2）后置运算后置运算变量、变量变量、变量 即先运算、后增减。即先运算、后增减。关系运算符关系运算符关系运算符 优先级 =!=低低高高关系表达式关系表达式p 用用关系运算符关系运算符将两个表达式（可以是算术表达将两

19、个表达式（可以是算术表达式、关系表达式、赋值表达式或逻辑表达式式、关系表达式、赋值表达式或逻辑表达式)连接起来的式子，称为连接起来的式子，称为关系表达式关系表达式。p关系表达式的值为关系表达式的值为逻辑值逻辑值“真真”或或“假假”，以，以1代表代表“真真”，以，以0代表代表“假假”。例如：例如：(1)关系表达式关系表达式“8=4”的值为的值为 ，表达式的，表达式的值为值为 。(2)关系表达式关系表达式“50”的值为的值为 ，表达式的，表达式的值为值为 。逻辑运算符及其优先级逻辑运算符及其优先级 逻辑运算符逻辑运算符 优先级优先级 !(逻辑非逻辑非)&(逻辑与逻辑与)|(逻辑或逻辑或)注意：逻辑

20、运算符与位操作运算符的区别。注意：逻辑运算符与位操作运算符的区别。逻辑表达式逻辑表达式p用逻辑运算符将用逻辑运算符将一个或多个表达式一个或多个表达式连接起来，连接起来，进行逻辑运算的式子。进行逻辑运算的式子。p逻辑量的真判断逻辑量的真判断非非0p逻辑量的假判断逻辑量的假判断0 若若a=1,b=2,c=3,x=4,y=3，写出下各个表达式的值：，写出下各个表达式的值：（1）a+bc&b=c（2）!ab&b!=c|x+y=3（3）!(x=a)&(y=b)&0000运算类型运算类型运算符运算符优先级优先级结合性结合性括号运算符括号运算符（）（）1 1从左至右从左至右逻辑非和按位取反逻辑非和按位取反！

21、2 2从右至左从右至左算术运算算术运算*/%/%3 3从左至右从左至右+-+-4 4从左至右从左至右左移、右移运算左移、右移运算5 5从左至右从左至右关系运算关系运算 =6 6从左至右从左至右=!=!=7 7从左至右从左至右位运算位运算&8 8从左至右从左至右 9 9从左至右从左至右|1010从左至右从左至右逻辑与逻辑与&1111从左至右从左至右逻辑或逻辑或|1212从左至右从左至右赋值运算与复合赋赋值运算与复合赋值运算值运算=、*=、/=/=、&=&=、=、|=|=、=1414从右至左从右至左例如：例如：(1)xy&mn 等效于等效于 (xy)&(mc 等效于等效于(!a)&(bc)位运算位

22、运算与操作与操作按位与操作符按位与操作符:&p格式：格式：x&yp规则：对应位均为规则：对应位均为1时才为时才为1，否则为，否则为0 例如，例如，i=i&0 x0f;等同于等同于 i&=0 x0f;p主要用途：取主要用途：取(或保留或保留)1个数的某个数的某(些些)位，其余各位位，其余各位置置0。位运算位运算或操作或操作按位或操作符按位或操作符:|p格式：格式：x|yp规则：对应位均为规则：对应位均为0时才为时才为0，否则为，否则为1 例如，例如，i=i|0 x0f;等同于等同于 i|=0 x0f;p主要用途：将主要用途：将1个数的某个数的某(些些)位置位置1，其余各位不变，其余各位不变位运算

23、位运算异或操作异或操作按位异或操作符按位异或操作符:p格式：格式：xyp规则：对应位相同时为规则：对应位相同时为0，不同时为，不同时为1 例如，例如，i=i0 x0f;等同于等同于 i=0 x0f;p主要用途：使主要用途：使1个数的某个数的某(些些)位翻转位翻转(即原来为即原来为1的位的位变为变为0，为，为0的变为的变为1)，其余各位不变。，其余各位不变。位运算位运算按位取反操作按位取反操作按位取反操作符按位取反操作符:p格式：格式：xp规则：各位翻转，即原来为规则：各位翻转，即原来为1的位变成的位变成0，原来为，原来为0的位变成的位变成1 例如，例如，i=i;p主要用途：间接地构造一个数，以

24、增强程序的可移主要用途：间接地构造一个数，以增强程序的可移植性。植性。l左移运算符左移运算符“”的功能，的功能，是把是把“”左边的操作数左边的操作数的各二进制位全部左移若干位，移动的位数由的各二进制位全部左移若干位，移动的位数由“”右边的常数指定，右边的常数指定，高位丢弃，低位补高位丢弃，低位补0。例如：例如：“a”的功能，的功能，是把是把“”左边的操作数左边的操作数的各二进制位全部右移若干位，移动的位数由的各二进制位全部右移若干位，移动的位数由“”右边的常数指定。进行右移运算时，右边的常数指定。进行右移运算时，如果是无符号数，如果是无符号数，则总是在其左端补则总是在其左端补“0”位运算位运算