5.1 何谓I/O口

5.1.1 I/O口的功能

我们通过表5-1所示的全自动洗衣机实例来看看单片机的I/O口是如何控制外设实现输入/输出功能的。首先，单片机的I/O口用做输入口的例子是P1.0口，它接收“启动/暂停”按钮（表5-1的阴影部分）输入的信号。当按钮按下，单片机发现P1.0=0，于是启动或暂停洗衣过程。I/O口用做输出口的例子是P2.3口，它控制排水阀是否打开，从而控制洗衣机中的水量。单片机的I/O口与其对应的部件和功能还可以从表5-1中了解到。

从表5-1洗衣机与单片机的I/O控制可以感觉到，单片机的I/O口是双向的，既可以输入信号也可以输出信号。AT89S51单片机的P0和P2口还能作为地址总线和数据总线访问外部存储器。此外，P3口的双重功能在今后的系统开发中频繁地使用。表5-2给出了P3口除了作为一般I/O口使用外的第二种功能及功能描述，我们将会在后面的章节中逐一讲解这些功能。

5.1.2 I/O口与单片机的关系

I/O口暴露在单片机的外部，用来与外设的管脚连接。在单片机内部有相应的I/O口电路，如图5-2所示，除了4组I/O口外，单片机内部还有CPU、中断控制、片内ROM、片内RAM、Timer 0/1、串行口、看门狗、总线控制、振荡器等功能模块组成，这些功能模块稍后会逐一介绍。虽然像外部中断源 和 、计数器输入T0和T1、串行口TXD和RXD在图5-2中有独立画出管脚，但实际上这些管脚与某些I/O口是复用的（见表4-2）。

5.1.3 I/O口的操作

前面许多实例都涉及I/O口对外设的控制，比如两个发光二极管交替发光、流水灯等。我们并没有在这些实例中区分P0、P1、P2、P3这四组I/O口有什么差异。接下来就看看这几组I/O口各自有什么特点。

P0口（32～39管脚）是一个8位的开漏型双向I/O口（5.4节将详细谈到开漏结构）。每个I/O口作为输出时最多可以驱动8个TTL输入口。其内部的开漏结构决定了P0口在作为输入/输出口使用时需要添加外部上拉电阻，如图5-3所示。

单片机上电复位时，P0口默认作为输出口，如果需要作为输入口使用，需要先用程序向每个I/O口写入1，如程序5-1所示，指令“MOV A，＃0FFH”首先令累加器A每位均为1，然后再通过指令“MOV P0，A”将1写入P0口。以后P0就可以作为输入口使用了。

P1口（1～8管脚）是一组带内部上拉电阻的双向I/O口，每个I/O口作为输出时最多可以驱动4个TTL输入端口。由于P1口内置有上拉电阻，于是在作为输入/输出口时不再需要添加外置上拉电阻。在作为输入口时，也需要像程序5-1所示，向每位写入1。

另外，P1.5、P1.6、P1.7除作为一般I/O口外，还作为下载接口用于向单片机下载程序，它们的具体功能如表5-3所示。

与P1口相似，P2口（21～28管脚）也是一组带内部上拉电阻的双向I/O口。作为输出时最多可以驱动4个TTL的输入端口。由于P2口内置有上拉电阻，于是在作输入/输出口时不再需要添加外置上拉电阻。当P2口作为输入时，需要写入1。

P3口（10～17管脚）同样是一组带内部上拉电阻的双向I/O口。作为输出口时最多可以驱动4个TTL的输入端口。由于P3口内置有上拉电阻，于是在作为输入/输出口时不再需要添加外置上拉电阻。当P3口作为输入时，需要写入1。 nMiOqZHBz+jhgdvePoa4t2t3rlCFJ66jPbiNAYc4HO9dlzZiZvBo3n9QA3Z9fTTm