通用IO接口基本概念及连接方法.docx

第 1 节 通用 I/O 接口基本概念及连接方法1．I/O 接口的概念I/O 接口，即输入输出接口，是微控制器同外界进行交互的重要通道这里的接 口英文是port, 也可以翻译为“端口”，另一个英文单词是inteface,也翻译为 接口从中文字面看，接口与端口似乎有点区别，但在嵌入式系统中它们的含 义是相同的有时I/O引脚称为接口 (interface), 而把用于对I/O引脚进行 编程的寄存器称为端口(port),实际上它们是紧密相连的因此，不必深究它 们之间的区别有些书中 甚至直接称I/O接口(端口)为I/O 口在嵌入式系 统中,接口千变万化,种类繁多,有显而易见的人机交互接口,如操纵杆、键 盘、显示器；也有无人介入的 接口,如网络接口、机器设备接口2．通用 I/O第一章中已经介绍了什么是通用I/O,这里再回顾一下所谓通用I/O,也记为 GPIO(General Purpose I/O),即基本的输入/输出，有时也称并行I/O,或普通I/O 它是I/O的最基本形式本书中使用正逻辑，电源(Vcc)代表高电平，对应数字信 号“1”；地(GND)代表低电平，对应数字信号“0”作为通用输入引脚，MCU内 部程序可以通过端口寄存器读取该引脚,知道该引脚是“1”(高电平)或 “0”(低电 平)，即开关量输入。

作为通用输出引脚，MCU内部程序通过端口寄存器向该引 脚输出“1”(高电平)或“0”(低电平)，即开关量输出大多 数通用I/O引脚可以通 过编程来设定工作方式为输入或输出，称之为双向通用 I/O3．上拉下拉电阻与输入引脚的基本接法芯片输入引脚的外部有三种不同的连接方式：带上拉电阻的连接、带下拉电阻 的连接和“悬空”连接通俗地说，若MCU的某个管脚通过一个电阻接到电源(Vcc) 上这个电阻被称为“上拉电阻”与之相对应，若MCU的某个管脚通过一个电 阻接到地(GND)上，则相应的电阻被称为“下拉电阻”通过这种 做法，将不确定 的信号通过一个电阻嵌位在高电平或低电平，电阻同时起限流作用根据实际 情况，上拉电阻与下拉电阻可以取值在1KQ〜5MQ之间，通常在1KQ〜10KQ 之间图4-1给出了这三种连接方式，其中I1引脚外接上拉电阻R2与VCC相连（R1VR2）, 当开关K1闭合时,I1引脚输入“0”（低电平）;当开 关K1断开时,I1引脚输入“1”（高 电平）I2引脚外接下拉电阻R4与地相连（R3VR4），当开关K2闭合时，I2引脚输 入“1”（高电平）；当开关K2断开时，I2引脚输入“0”（低电平）。

I3引脚通过开关 K3 和电阻 R5 与电源相连，当开关 K3 闭合时， I3 引脚输入“1”（高电平）； 当开 关 K3 断开时， I3 引脚处于悬空状态，无法肯定输入的是高或低电平在实际电 路中，对于未使用的I/O 口引脚，应该将其接电源或地，不要悬空，以减少 干 扰4．输出引脚的基本接法作为通用输出引脚， MCU 内部程序向该引脚输出高电平或低电平来驱动器件工 作,即开关量输出如图4-2所示其中01引脚是发光二极管LED的驱动引脚, 当 O1 引脚输出高电平时， LED 不亮；当 O1 引脚输出低电平时， LED 点亮 O2 引脚接蜂鸣器驱动电路，当 O2 脚输出高电平时，蜂鸣器响； O2 脚输出 低电平 时，蜂鸣器不响这里只是原理性说明，关于电流方向与大小等问题，作为进一步讨论放在节下一节<<上一节下一节>>。