6课:单片机并行口结构
上两次我们做过两个实验，都是让p1.0这个管脚使灯亮，我们能设想：既然p1.0能让灯亮，那么其它的管脚可不能呢？看一下图1，它是8031单片机管脚的说明，在p1.0旁边有p1.1，p1.2….p1.7，它们是否都能让灯亮呢？除了以p1开头的外，还有以p0，p2，p3开头的，数一下，一共是32个管脚，前面我们以学过7个管脚，加上这32个这39个了。它们都以p字开头，只是后面的数字不一样，它们是否有什么联系呢？它们能不能都让灯亮呢？在我们的实验板上，除了p10之外，还有p11 -> p17都与led相连，下面让我们来做一个实验，程序如下：
main: mov p1,#0ffh
lcall delay
mov p1,#00h
lcall delay
ljmp main
delay：mov r7,#250
d1： mov r6,#250
d2： djnz r6,d2
djnz r7,d1
ret
end
将这段程序烧写到单片机中，结果如何？通电以后我们能看到8只led全部在闪动。因此，p10->p17是全部能点亮灯的。事实上，凡以p开头的这32个管脚都是能点亮灯的，也就是说：这32个管脚都能作为输出使用，如果不用来点亮led，能用来控制继电器，能用来控制其它的执行机构。
程序分析：这段程序和前面做过的程序比较，只有两处不一样：第一句：原来是setb p1.0，现在改为mov p1,#0ffh，第三句：原来是clr p1.0，现在改为mov p1.0,#00h。从中能看出，p1是p1.0->p1.7的全体的代表，一个p1就表示了所有的这八个管脚了。当然用的指令也不一样了，是用mov指令。为什么用这条指令？看图2，我们把p1作为一个整体，就把它当作是一个存储器的单元，对一个单元送进一个数能用mov指令。
二、第四个实验
除了能作为输出外，这32个管脚还能做什么呢？下面再来做一个单片机实验，源程序如下：
main: mov p3，#0ffh
loop: mov a，p3
mov p1，a
ljmp loop
先看一下这个实验的结果：所有灯全部不亮，然后我按下一个按钮，第（1）个灯亮了，再按下另一个按钮，第（2）个灯亮了，松开按钮灯就灭了。从这个实验现象结合电路来分析一下程序。
从硬件电路的连线能看出，有四个按钮被接入到p3口的p32，p33，p34，p35。第一条指令的用途我们能猜到：使p3口全部为高电平。第二条指令是mov a，p3，其中 mov已经知道，是送数的意思，这条指令的意思就是将p3口的数送到a中去，我们能把a当成是一个中间单元（看图3），第三句话是将a中的数又送到p1口去，第四句话是循环，就是持续地重复这个过程，这我们已见过。当我们按下第一个按钮时，第（3）只灯亮了，所以p12口应当输出是低电平，为什么p12口会输出低电平呢？我们看一下有什么被送到了p1口，只有从p3口进来的数送到a，又被送到了p1口，所以，肯定是p3口进来的数使得p12位输出电平的。p3口的p32位的按钮被按下，使得p32位的电平为低，通过程序，又使p12口输出低电平，所以p3口起来了一个输入的作用。验证：按第二、三、四个按钮，同时按下2个、3个、4个按钮都能得到同样的结论，所以p3口确实起到了输入作用，这样，我们能看到，以p字开头的管脚，不仅能用作输出，还能用作输入，其它的管脚是否能呢？是的，都能。这32个管脚就称之为并行口，下面我们就对并行口的结构作一个分析，看一下它是怎样实现输入和输出的。
并行口结构分析：
1、输出结构
先看p1口的一位的结构示意图（只画出了输出部份）：从图中能看出，开关的打开和合上代表了管脚输出的高和低，如果开关合上了，则管脚输出就是低，如果开关打开了，则输出高电平，这个开关是由一根线来控制的，这根数据总线是出自于cpu，让我们回想一下，数据总线是一根大家公用的线，很多的器件和它连在一起，在不一样的时候，不一样的器件当然需要不一样的信号，如某一时刻我们让这个管脚输出高电平，并要求保持若干时间，在这段时间里，计算机当然在忙个不停，在与其它器件进行联络，这根控制线上的电平未必能保持原来的值不变，输出就会发生变化了。怎么解决这个问题呢？我们在存储器一节中学过，存储器中是能存放电荷的，我们不妨也加一个小的存储器的单元，并在它的前面加一个开关，要让这一位输出时，就把开关打开，信号就进入存储器的单元，然后马上关闭开关，这样这一位的状态就被保存下来，直到下一次命令让它把开关再打开为止。这样就能使这一位的状态与别的器件无关了，这么一个小单元，我们给它一个很形象的名字，称之为“锁存器”。
2、输入结构
这是并行口的一位的输出结构示意图，再看，除了输出之外，还有两根线，一根从外部管脚接入，另一根从锁存器的输出接出，分别标明读管脚和读锁存器。这两根线是用于从外部接收信号的，为什么要两根呢？原来，在51单片机中输入有两种方式，分别称为‘读管脚’和‘读锁存器’，第一种方式是将管脚作为输入，那是真正地从外部管脚读进输入的值，第二种方式是该管脚处于输出状态时，有时需要改变这一位的状态，则并不需要真正地读管脚状态，而只是读入锁存器的状态，然后作某种变换后再输出。
请注意输入结构图，如果将这一根引线作为输入口使用，我们并不能保证在任何时刻都能得到正确的结果（为什么？）参考图2输入示意图。接在外部的开关如果打开，则应当是输入1，而如果闭合开关，则输入0，但是，如果单片机内部的开关是闭合的，那么不管外部的开关是开还是闭，单片机接受到的数据都是0。可见，要让这一端口作为输入使用，要先做一个‘准备工作’，就是先让内部的开关断开，也就是让端口输出‘1’才行。正因为要先做这么一个准备工作，所以我们称之为“准双向i/o口”。
以上是p1口的一位的结构，p1口其它各位的结构与之相同，而其它三个口：p0、p2、p3则除入作为输入输出口之外还有其它用途，所以结构要稍复杂一些，但其用于输入、输出的结构是相同的。看图（）。对我们来说，这些附加的功能不必由我们来控制，所以我们就不去关心它了。
你如果你装了office软件的话 你可以打开这个ppt动态演示文件看下加深对并口的理解：单片机并行口及其应用.ppt
作者(胡琴)点评：根据本文的评论来看，大家感觉开始越来越难学了，其实并行口的原理我们并不需要去深入理解，不需要把内部的工作原理及电路都完全弄懂，我们是要用单片机不是设计单片机芯片的，所以我们只需要会用就行了，比如说 给一个 clr p3.5 这个指令就是为了让p3.5输出0，这一条 mov p3，#0ffh 就是让整个p3口（从p3.0-p3.7）全部都输出1.
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delay：mov r7,#250
d1： mov r6,#250
d2： djnz r6,d2
djnz r7,d1
ret
end
将这段程序烧写到单片机中，结果如何？通电以后我们能看到8只led全部在闪动。因此，p10->p17是全部能点亮灯的。事实上，凡以p开头的这32个管脚都是能点亮灯的，也就是说：这32个管脚都能作为输出使用，如果不用来点亮led，能用来控制继电器，能用来控制其它的执行机构。
程序分析：这段程序和前面做过的程序比较，只有两处不一样：第一句：原来是setb p1.0，现在改为mov p1,#0ffh，第三句：原来是clr p1.0，现在改为mov p1.0,#00h。从中能看出，p1是p1.0->p1.7的全体的代表，一个p1就表示了所有的这八个管脚了。当然用的指令也不一样了，是用mov指令。为什么用这条指令？看图2，我们把p1作为一个整体，就把它当作是一个存储器的单元，对一个单元送进一个数能用mov指令。
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除了能作为输出外，这32个管脚还能做什么呢？下面再来做一个单片机实验，源程序如下：
main: mov p3，#0ffh
loop: mov a，p3
mov p1，a
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并行口结构分析：
1、输出结构
先看p1口的一位的结构示意图（只画出了输出部份）：从图中能看出，开关的打开和合上代表了管脚输出的高和低，如果开关合上了，则管脚输出就是低，如果开关打开了，则输出高电平，这个开关是由一根线来控制的，这根数据总线是出自于cpu，让我们回想一下，数据总线是一根大家公用的线，很多的器件和它连在一起，在不一样的时候，不一样的器件当然需要不一样的信号，如某一时刻我们让这个管脚输出高电平，并要求保持若干时间，在这段时间里，计算机当然在忙个不停，在与其它器件进行联络，这根控制线上的电平未必能保持原来的值不变，输出就会发生变化了。怎么解决这个问题呢？我们在存储器一节中学过，存储器中是能存放电荷的，我们不妨也加一个小的存储器的单元，并在它的前面加一个开关，要让这一位输出时，就把开关打开，信号就进入存储器的单元，然后马上关闭开关，这样这一位的状态就被保存下来，直到下一次命令让它把开关再打开为止。这样就能使这一位的状态与别的器件无关了，这么一个小单元，我们给它一个很形象的名字，称之为“锁存器”。
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