2015-03-04 22:41:45 assemble8086 阅读数 4786
80C51单片机有P0-P3四个P口,以P0为例说明:
要搞清这个问题,就要明白p0口的内部结构。P0口是由锁存器经两个驱动场效应管和外部引脚相连的。
读引脚的意思就是直接读P0外部引脚的电位,而读端口(锁存器)读的是内部与数据总线链接的锁存器的电位。
两者不同。一般来说,读取P0的数据,都是读引脚,目的是获取与P0相连的外部电路的状态。而读端口是在执行下述语句时由CPU自行完成的:
inc P0;给p0加1
执行这个语句时 ,采用“读-改-写”的过程,先读取p0的端口数据,再加1,然后送到p0锁存器里。注意这个端口数据跟p0的引脚状态不一样,比如你事先给p0写进69H,p0里数据就是69H,而引脚上的状态因为你没有执行MOV A,p0之类的指令,它是不会进到p0的锁存器里去的。由此可见,所谓的读端口,不是读取p0的状态,而是在执行inc之类的指令时由CPU自行完成的,
读引脚就是读取p0口状态了。读引脚时要注意:先要给p0写FFH,使它的场效应管T2和地断开。
因为p0口的场效应管T2一端接地,一端与外部引脚相连,由P0的锁存器控制,当给锁存器写1时,它和地断开,写0时和地相连,所以写零时读到的总是低电平。
试想你现在要读P0引脚,按理说P0与外部电路相连,外部电路的是什么状态,就应该读到什么,但如果p0口的场效应管T2一端接地的话,它会把p0口电位拉低,你读到的总是低电平0,所以要先给p0写FFH,把p0的场效应管T2和地断开,再读数时就是真实状态了。当外部电路断开,再读时读到的就是p0端口(锁存器)的真实状态了。
2019-01-05 20:03:30 whynat 阅读数 562

要解答这个问题,我们先考虑一种情况,假如我们要对P0.1引脚输出(赋值)为1,那么单片机内部是如何工作的?我的分析如下:
我们知道,引脚属于IO设备,单片机内部CPU是通过地址总线,数据总线,控制总线对其进行赋值的,也就是说CPU不可能只对P0.1赋值,应该是对整个P0端口整体赋值,但是我们确实在编程过程中是可以通过指令对P0.1进行赋值。假如要给P0.1置位1,这个时候CPU的工作应该是这样的,CPU先读取整个P0寄存器的数值,然后将其跟1000 0000 进行或操作,再送回至P0寄存器。这样除了将P0.1引脚置1,其他引脚状态不变。
那么如果我们读取不是寄存器而是引脚的话就会出现问题,因为在某些情况下(应该说这种情况很多,比如我们将P0口接上拉电阻,然后检测其引脚状态,这个时候引脚状态是随外电路变化而变化的)引脚的状态与寄存器输出不相同,就会使得我们在对P0.1置位的同时其他引脚也被错误的置位。
以上就是为什么会有读锁存器与读引脚两个选择的原因。

2018-08-19 18:51:17 qq_42060657 阅读数 1923

要搞清这个问题,就要明白p0口的内部结构。P0口是由锁存器经两个驱动场效应管和外部引脚相连的。


读引脚的意思就是直接读P0外部引脚的电位,而读端口(锁存器)读的是内部与数据总线链接的锁存器的电位。


两者不同。一般来说,读取P0的数据,都是读引脚,目的是获取与P0相连的外部电路的状态。而读端口是在执行下述语句时由CPU自行完成的:
inc P0;给p0加1   

执行这个语句时 ,采用“读-改-写”的过程,先读取p0的端口数据,再加1,然后送到p0锁存器里。注意这个端口数据跟p0的引脚状态不一样,比如你事先给p0写进69H,p0里数据就是69H,而引脚上的状态因为你没有执行MOV A,p0之类的指令,它是不会进到p0的锁存器里去的。由此可见,所谓的读端口,不是读取p0的状态,而是在执行inc之类的指令时由CPU自行完成的。


读引脚就是读取p0口状态了。读引脚时要注意:先要给p0写FFH,使它的场效应管T2和地断开。


因为p0口的场效应管T2一端接地,一端与外部引脚相连,由P0的锁存器控制,当给锁存器写1时,它和地断开,写0时和地相连,所以写零时读到的总是低电平。


试想你现在要读P0引脚,按理说P0与外部电路相连,外部电路的是什么状态,就应该读到什么,但如果p0口的场效应管T2一端接地的话,它会把p0口电位拉低,你读到的总是低电平0,所以要先给p0写FFH,把p0的场效应管T2和地断开,再读数时就是真实状态了。当外部电路断开,再读时读到的就是p0端口(锁存器)的真实状态了。

实际上不光是P0口,所有口都需要区分的。


这里问题的关键是:你想读到什么?是你事先通过指令写入口锁存器中的数,还是由外部电路决定的口线的高低电平。因为这两个数有可能是不一样的。


IO口的输出锁存器是通过控制一个晶体管是否对地导通连接到口的对外引脚上的,该晶体管的C极通过上拉电阻接Vcc(当然P0口的上拉电阻需要外部加上,其它口内部已经有大约40K的弱上拉)。
于是会出现这样一种情况,例如你向某条口线写了1,锁存器的值是就是1,当然此时对应的晶体管截止,由于有上拉电阻,所以口线应该也是1(高电平),但如果你的口线是控制一个外部npn晶体管的通断,上拉电阻就相当于那个晶体管的基极电阻,于是它会导通。向口写0则口线会变低(<0.3V),它会截止,这都很正常。


问题是,当口锁存器输出1时,由于外部晶体管BE结导通,电压只有0.7V(也就是口线或者说口的引脚的电压只有0.7V),此时你读入锁存器时得到的是1,但读引脚时会得到0(至少要大于2.4V才算高电平)。例如你想改变该控制信号的状态,通常是先读入,取反,然后再写出,此时必须是读入锁存器才能实现正确的操作!如果是读引脚,本来输出的是1,读入的(引脚)却是0,取反后得1,状态是不会改变的!

2016-01-25 12:07:56 baidu_33836580 阅读数 3210


51 单片机有四个 8 位的并行接口。


因为内部结构的特点,这些接口,在输出 0、1 的时候,能力是不一样的。


输出 0 的时候,能力较强,可以允许灌入十多毫安的电流,能够直接驱动 LED 发光。


但是,这些接口在输出 1 的时候,能力就很差了,特别是 P0 口,它自身根本就不具备输出 1 的能力,总是要借助外接的上拉电阻才能输出 1。


这时如果外接一个小电阻接地,引脚就维持不住高电平了。外接的电路,很容易就可以把引脚的电平拉低。


就是说,输出了 1 之后,接口引脚的电平,就完全取决于外部电路。


正是因为这种特点,所以,就把输出 1,规定为单片机的输入方式。


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因为输出了 1 之后,外接的电路就可以随便的改变引脚电平。


那么,还想要用原来输出的数据,进行计算,比如说加一:INC  P1,数据又被外部电路改变了,这样可不好。


其实,输出的数据(0 或 1),是先存放在接口寄存器中,再由寄存器输出到引脚。


接口寄存器也就是 P0~P3,它们都属于单片机的特殊功能寄存器,它们之中任意的一个位,都称为锁存器。


引脚的电平,可以受到外部电路的影响,而接口寄存器的内容是不变的。


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针对接口的读出,有读引脚指令,还有一种是读寄存器的读-改-写指令。


读引脚指令,也就是用于输入数据的指令。


凡是以接口为源操作数的传送指令,全都是读引脚指令,如:MOV  A, P1。


而读-改-写指令,是先读出接口寄存器的数据,修改后,再写入接口寄存器。


如 INC  P1,就是先读出 P1 寄存器中内容,加一后,再写入 P1 寄存器。


读-改-写指令和引脚电平无关,这种指令不能输入数据。


属于读-改-写的指令有个特点,就是以接口寄存器为目的操作数,如:


ANL、ORL、XRL、DJNZ、INC、DEC、JBC、CPL、CLR、SETB、MOV  PX.Y, C。

 

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学习汇编语言时,就会学到读引脚、读锁存器的区别。


但是,以 C 语言为主的单片机教材,几乎都没有针对读-改-写指令的特点加以说明。


有很多人,对用 C 语言编程比较热心,也确实能够编写出来一些成功的东西。可是看他们对单片机的理解、对于某些问题的解答,难免贻笑大方。


可以看出,有些编程高手,其实,也并不懂单片机。


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有这样一个问题:


链接:http://zhidao.baidu.com/question/1817571516382978388.html


P2 口外接 4*4 的矩阵键盘,采用反转法来读出按键信息,也就是在高、低四位,分别输出0,再读入另外四位的引脚电平。


错误的程序如下:


/*************键盘扫描******错误*********/

void scan()

{

    unsigned char media;

    P2 = 0x0f;

    P2 = P2 | 0xf0;

    key = P2; 

}

但是,key 并没有反映出按键的信息,为什么错了呢?



做而论道的回答如下:


/*************键盘扫描******错误*********/

void scan()

{

    unsigned char media;

    P2 = 0x0f;        //在P2高四位输出0,将以低四位为输入

    P2 = P2 | 0xf0;   //在P2高四位又输出1


//前面两条,在 P2 的八条线,都输出了1


    key = P2;         //读入的,这是什么呢?

}


P2 口,如果外接的独立按键,这么做,就是对的。


P2 口,如果外接的矩阵按键,这么做,就是错的。因为读入前,并没有输出0。

---------

追问:


//假设有键按下:

P2 = 0x0f;     //高四位为0第四位为1,因为有键按下,则低四位中有0

P2 = P2 | 0xf0;//将高四位也赋值为1,因为低四位中有0,且有键按下则高四位中也有0

key = P2;      //将P2的键值保存在key中, 不知问题在哪儿



做而论道回答:


P2 = P2 | 0xf0;//将高四位也赋值为1,因为低四位中有0,且有键按下则高四位中也有0


这条语句,并没有读入低四位的0。


P2 | 0xf0;,这里所用的 P2,是原来的 P2 = 0x0f。


而按键产生的《低四位中有0》,并没有发挥作用。

---------

追问:


首先感谢您的耐心解答,这个问题让我困惑了一天。


P2 = 0x0f; 这条语句在有 media 作为中间变量的时候,就能实现:

【高四位为0第四位为1,因为有键按下,则低四位中有0】的功能。


而没有media时,就不能读入低四位的0呢 ?



做而论道回答:


这个问题,要从汇编语言中,才能找到答案。

使用 C 语言编程,好比是隔靴搔痒。出现了异常,也只能疑惑终身。


看看汇编语言里面《读-改-写》指令吧。

汇编语言里面,有《读引脚》、《读锁存器》的区别。

在 C 语言里面,就葫芦搅茄子的弄不清了。


汇编:

ORL  P2, #0F0H   ;读锁存器

MOV  A,  P2      ;读出引脚



刚才有错误的程序,关键是这条语句:


P2 = P2 | 0xf0;//将高四位也赋值为1,因为低四位中有0,且有键按下则高四位中也有0


表面上看,这是读出了 P2,高四位或上 1111,低四位不变,低四位应该是读出按键的0。


但是,这条指令编译成汇编语言之后,就是:


ORL  P2, #0F0H


这是典型的读-改-写指令。


它读的是接口寄存器,并不是读出引脚,所以反映不出来按键的状态。



读出 4*4 键盘的正确程序,提问者也提供了,做而论道加上了说明,如下:


/*************键盘扫描******正确*********/

void scan()

{

    unsigned char media;


    P2 = 0x0f;         //在P2高四位输出0,将以低四位为输入


    media = P2;        //读入引脚,低四位代表按键信息


//如果有键按下,低四位中,就有0

//那么,media 可能是下列之一:

//XXXX 0111

//XXXX 1011

//XXXX 1101

//XXXX 1110   假如,就是这个吧。


    media | 0xf0;

//那么,media,就是:

//1111 1110   就是这个。


    P2 = media | 0xf0; //以高四位为输入,低四位将输出0


//P2 = 1111 1110


    key = P2;          //读入引脚,高、低四位皆含有按键信息


//key 可能就是下列之一:


//0111 1110

//1011 1110 

//1101 1110

//1110 1110


//key 的内容,就反映出来了按键信息。


//这些,就是正确读出矩阵键盘程序的过程。


}



追问:嗯 非常感谢 我会深入去了解的 谢谢你的耐心解答


2014-01-15 12:36


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后记:


以 C 语言来讲单片机的书,做而论道也看过几本,说实在的,和单片机无关的垃圾太多了,也看不下去。


关于读-改-写的知识,做而论道还是注意找了找,但是,确实没有发现写在何处。


也许,看的书,还不全。


有些同学,碰到难学的课程,考试挂了,也不知道哪里错了,通过了,也不知道怎么过去的。


用 C 语言编程,就和这类似,编成功了,也不知道怎么弄成功的,碰到异常,也不知道有什么毛病。


特别是一些自认是 C 语言的编程高手,针对这个问题,也是瞎说一气,呵呵


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搜集了几个问答,留着参考:


在单片机中,什么叫读引脚,什么叫读端口,它们有什么区别?

http://zhidao.baidu.com/question/86832812.html



在单片机中,当P0口作为输入口使用时,为什么要区分" 读引脚" 和"读锁存器"

http://zhidao.baidu.com/question/88505955.html



单片机的I/O寄存器与I/O引脚有什么区别,也就是说怎么理解P0寄存器与P0引脚?

http://zhidao.baidu.com/question/261150391.html



读引脚和读寄存器有什么区别?为什么要区分?

http://zhidao.baidu.com/question/504937959.html



单片机中的“读-修改-写”和“读引脚”有何不同

http://zhidao.baidu.com/question/512456401.html


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2017-05-21 10:13:23 AndyNikolas 阅读数 2712

定义

单片机首先将欲修改的寄存器的内容读回ALU,对相应位进行修改,然后再整个写回原来的寄存器地址,完成该功能的指令就叫做“读-改-写”指令。

读锁存器和读引脚的区别

在51单片机中“读-修改-写”是单片机内部自己执行的,它发生在写IO口的时候,当写IO口的时候它先把IO的当前状态读回来,根据要写的数据修改读回来的数据,再写到IO口;读引脚是直接读引脚的当前状态,当前引脚是高电平,读回来的就是高电平,低电平时读回来的就是低电平

读的两种方式

在对并行口P0~P3操作时,这类指令从端口的锁存器读出数据而不是引脚处。
而MOV等非“读-改-写”指令,则是从端口的引脚处读数据。

单片机从端口读入数据的通道有两个,一个是从锁存器引入,一个是从输出引脚处引入,分别叫做“读锁存器”和“读引脚”。单片机在进行端口输出时,经常要参考其上一次的输出状态。
例如,需要将连接到端口的LED闪烁。编程序时往往需要从输出引脚读前一次的输出状态,将其求反后输出。但如果上次是输出“1”使LED点亮,这时候虽然端口上输出逻辑是“1”,但是由于LED的二极管作用将输出高电平拉至“0”电平(0.7V左右),通过引脚读进来就是“0”而非“1”了。这样,将“0”求反后输出还是“1”,就起不到使灯闪烁的目的了。但是,如果这时读的不是端口而是锁存器的输出端Q,则实现闪烁的功能就正常。上述例子很好地说明了为什么单片机在设置读端口功能后还要设置读锁存器这一功能。

读引脚由传送指令MOV实现
读锁存器用到的“读-改-写”指令用 ANL P0,A等实现

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