電子電路設計之C51單片機常見問題

3：51單片機的P0口特殊之處

　　許多新手都碰到這個問題，其實很簡單，這涉及到芯片的io腳是怎么做出來的。這對硬件工程師來說十分重要。TTL的io腳模型：

　　P1，P2，P3口都可以理解成左圖，注意vcc下面有個電阻，因此可以理解成：引腳輸出1的能力弱。地那邊沒有電阻，可以理解成引腳吸入電流能力強。而P0口，可以理解成右圖。這就是集電極開路輸出，也叫OC輸出。可以看出，當CTR=1時，三極管導通，引腳被接地;當ctr=0時，三極管截止，引腳浮空，也叫三態。這個端口這么做的目的是考慮P0口肩負讀寫數據和地址復用，這個關系要仔細看懂cpu時序圖。因此，P0口要加合適的上拉電阻，絕不要加下拉電阻。上拉電阻的選擇要看外部負載情況。

　　4：P1-3口如何輸入輸出

　　從上節的左圖可以看出。做輸出時，ctr=1則輸出強信號0，ctr=0則輸出弱信號1。當io腳做輸入時，應使ctr=0，這樣三極管截止。外部信號如果是1，則上拉電阻加強了這個1，單片機就會讀到1。當外部信號為0時，注意，必須將上拉電阻的上拉作用全部抵消，才能在引腳上得到0。

　　因此，對于程序來說，把io腳置1就處于接收狀態，當然也是輸出1狀態。程序置io口為1，讀取的信號是不是1就依靠外部電路了，如果外部電路沒有“吃掉”上拉電阻的電流，則讀取得到1，反之，雖然程序置io腳為1，但是讀取得到的就是0。

　　因此，如果用io腳的高電平驅動外部電路時，要小心外部電路把這個1“吃掉”從而輸出不了1。而作為輸入時，為0電平的外設必須足夠有能力將io腳拉低。所以，用io腳直接點亮led的時候，最好用反邏輯，就是輸出0，讓led亮。這樣能保證驅動能力。就是io腳接led的負端，led的正端過電阻接vcc。

　　因此，io腳輸出1時，外部電路將它強行接地是沒有關系的，而io腳輸出0的時候，外部電路強行接電源就會把io腳損壞。所以，程序加電之后，一般把所有io口都寫成1：MOV P0，0FFH。

　　P3口引腳復用，必須引腳都處于輸出1狀態。例如，把RXD腳輸出0，則它什么數據都讀不進來了，筆者早期曾調試一整天才發現串口收不到數據是沒有把RXD置1的原因，把時間都浪費在外圍了，當時很是汗顏。

　　5：有關晶振

　　單片機的晶振在內部可以簡化成一個反向器。當晶振輸入腳XI剛過坎壓、被認為是1的一瞬間，輸出腳XO就輸出0，這個0會帶動晶振使XI電壓下降，當降低到坎壓被認為是0的一瞬間，輸出腳XO就輸出1。這樣周而復始。

　　因此，用示波器觀察正常工作的晶振輸入腳XI時，得到的是一個不高不低的近似水平線。而XO則是幅值很大的正弦波。測量晶振輸入腳XI時，示波器表筆要打在X10檔上，否則，表筆就能把晶振弄停。

　　因此布線時，晶振輸入腳XI要盡量靠近晶振，而XO腳可稍遠。同時XO具有一定的驅動能力，某些芯片可以用它驅動其它時序電路(不推薦這么做，因為系統可靠性下降)。

　　寫到這里，才發覺51單片機的問題太多了，這篇文字簡直就是滄海一粟。以后再補充吧，另行成文。