STC15单片机的IO口疑问？ -

标题: STC15单片机的IO口疑问？ [打印本页]

作者: 忆1709 时间: 2021-7-6 15:27
标题: STC15单片机的IO口疑问？
看STC15单片机的规格书IO口相关介绍，STC15的P1口都可以配置成ADC口，也可以配置成普通IO口，配置ADC用P1ASF寄存器来配置；如图1；
配置成普通IO口时有4种工作模式，用P1M1和P1M0寄存器来配置，如图2；

想问下：
①  作为普通IO口时，如果我想要检测外部输入的高电平，我应该配置成哪种模式？是高阻输入模式吗？还是说必须电路上加反相器才能实现？

② 如果我要配置P1口的P1.1/P1.2/P1.3为ADC口，应该有如下一段代码：

#define P11ASF 0x02    //ADC通道P1.1口
#define P12ASF 0x04    //ADC通道P1.2口

#define P13ASF 0x08    //ADC通道P1.2口
P1ASF = P1ASF|P11ASF|P12ASF|P13ASF;   //设置P1.1、P1.2、P1.3口为AD转换口

此时我要将P1口的P1.5/P1.6/P1.7配置成高阻输入，应该有如下一段代码：
P1M1 = 0xE0;
P1M0 = 0x00;

请问此时P1.1/P1.2/P1.3还是ADC口吗？

STC15的IO-1.png (60.5 KB, 下载次数: 55)

作者: 压着我头发啦 时间: 2021-7-6 15:44
问题一：设置成高阻模式，可以检测外部电平变化，程序里写成以while循环检测。你说的反相器是对接外部中断引脚时，当变化成高电平，经反相器是变低，触发外部中断。问题二：我没接触过，应该是查一下手册，引脚当adc用时要设置成什么模式，把P1M1 P1M0的低5位设置对应就好

作者: Y_G_G 时间: 2021-7-6 15:47
看图,其它的问题数据手册里有的

作者: qq603599910 时间: 2021-7-6 16:17
普通IO不用设置，默认头文件已经设置好，直接sbit相关IO的名字使用即可。关于第二点我也没有试过。

作者: 忆1709 时间: 2021-7-7 09:05

Y_G_G 发表于 2021-7-6 15:47
看图,其它的问题数据手册里有的

关于准双向口这个模式，我是想检测外部的高电平输入，这个模式应该是不行的，内部是弱上拉，本身就是高电平，当外部再输入一个高电平时，它的状态是没有变化的。

作者: 忆1709 时间: 2021-7-7 09:11

压着我头发啦发表于 2021-7-6 15:44
问题一：设置成高阻模式，可以检测外部电平变化，程序里写成以while循环检测。你说的反相器是对接外部中断 ...

“对接外部中断引脚时，当变化成高电平，经反相器是变低，触发外部中断。”
------ 请教下，为何这里要加反相器呢？

作者: 压着我头发啦 时间: 2021-7-7 09:44

忆1709 发表于 2021-7-7 09:11
“对接外部中断引脚时，当变化成高电平，经反相器是变低，触发外部中断。”
------ 请教下，为何这里要 ...

51单片机的外部中断有两种触发方式可选：电平触发和边沿触发。选择电平触发时，单片机在每个机器周期检查中断源口线，检测到低电平，即置位中断请求标志，向CPU请求中断。选择边沿触发方式时，单片机在上一个机器周期检测到中断源口线为高电平，下一个机器周期检测到低电平，即置位中断标志，请求中断。普通51单片机检测高变低的过程（好像有能检测低到高的），你要检测低到高，需要用反相器或三极管，把状态反一下

作者: 忆1709 时间: 2021-7-7 10:14

压着我头发啦发表于 2021-7-7 09:44
51单片机的外部中断有两种触发方式可选：电平触发和边沿触发。选择电平触发时，单片机在每个机器周期检查 ...

明白了，谢谢。

作者: Y_G_G 时间: 2021-7-7 16:32

忆1709 发表于 2021-7-7 09:05
关于准双向口这个模式，我是想检测外部的高电平输入，这个模式应该是不行的，内部是弱上拉，本身就是高电 ...

它怎么就不行了呢?
外部是高平,它本身就是高平,读取到的就是高电平
外部是低电平,它读取到的就是低电平
这模式从8051出生到现在,一直都是这么用的

作者: cpu小白白 时间: 2021-7-7 16:50

Y_G_G 发表于 2021-7-6 15:47
看图,其它的问题数据手册里有的

通俗易懂，一下就明白了

作者: 开心就好hhhh 时间: 2021-7-7 16:58

忆1709 发表于 2021-7-7 09:05
关于准双向口这个模式，我是想检测外部的高电平输入，这个模式应该是不行的，内部是弱上拉，本身就是高电 ...

可以的，普通io口本来就可以检测外部的电平变化的

作者: cpu小白白 时间: 2021-7-7 17:02
第一个问题：你检测的高电平是一直接入到电路里面的么？你的意思是不是，一旦不接入电路，检测仍然是高电平，就无法判断高电平石否接入电路？
如果一直接入电路，就像大佬说的，I/O不是低电平就是高电平。
如果不是:悬空状态也是高电平，就无法判断了
这样用adc检测高于多少判定高点就ok。

作者: 忆1709 时间: 2021-7-9 09:48

Y_G_G 发表于 2021-7-7 16:32
它怎么就不行了呢?
外部是高平,它本身就是高平,读取到的就是高电平
外部是低电平,它读取到的就是低电平 ...

可能是我描述不准确，造成理解上的偏差；
我的意思是“要检测外部器件输入的一个高电平信号变化”，附一张图帮助理解，如图所示，这个“外部电路”常态时它既不拉高也不拉低，也就是高阻或浮空状态，当这个外部电路满足某个条件后，会输出高电平信号，此时我需要单片机能判断到这个高电平信号。所以配置成准双向口时当然是不行的。如果配置成了准双向口，针对这种情况，只能通过外部反相电路来实现。

8051 IO.png (14.08 KB, 下载次数: 44)

作者: Y_G_G 时间: 2021-7-9 15:47

忆1709 发表于 2021-7-9 09:48
可能是我描述不准确，造成理解上的偏差；
我的意思是“要检测外部器件输入的一个高电平信号变化”，附一 ...

我知道你的意思,你是想说:A端口我不输出,对外不输出低电平,也不输出高电平,我只管读取外部的电平状态而已
但你要知道,为什么会有上拉和下拉,还有强上拉和强下拉,逻辑电路的逻辑是严谨的,它一定是要有个确定的电平状态的,
如果单片机是高阻,那么外部B端口就会有上拉或者下拉
如果外部是不确定的,单片机A端口就会有上拉或者下拉
浮空是不可能浮空的,这辈子都不可能浮空的,单片机关断一个浮空的外部引脚,所读取到的数据是不稳定的
如果你想A端口只管读取B端口的电平,但又不对外输出高电平,那么,B端口就要有输出的能力,设定成传统端口的时候,下拉的任务由B端口来完成

作者: 忆1709 时间: 2021-7-10 21:59

Y_G_G 发表于 2021-7-9 15:47
我知道你的意思,你是想说:A端口我不输出,对外不输出低电平,也不输出高电平,我只管读取外部的电平状态而已 ...

嗯，浮空状态确实会引入干扰造成单片机误判，因此单片机端口必须有一个稳定状态。
这个问题我重新理一下吧，分以下两种情况来看。
第一种情况：单片机端口设定成弱上拉输出，即上文所述的准双向口模式：
这种情况下，单片机本身是有一个稳定状态的，即1；此时外部电路在未输出时，呈现高阻状态，如果说我选型的这个外部器件，在触发工作时，会输出高电平，这种情况下，单片机端口它是没有办法感知到这个变化的，因为两个1相与还是1，因此必须加反相器，经过反相器输出0将单片机端口拉低，如此方可。
第二种情况：单片机设定成高阻模式：此时对于单片机来说，输入1就是1，输入0就是0；高电平低电平都没有问题。但如果我这个外部器件在未输出时也对外呈现高阻，那么两端高阻，抗干扰能力就非常弱了，干扰信号很容易给单片机造成误判。
“如果你想A端口只管读取B端口的电平,但又不对外输出高电平,那么,B端口就要有输出的能力,”
-----如果确实两端都呈现高阻状态了，B端口自然是没有输出能力的，这个比较常规的做法是在A端口外加一颗对地的大电阻（如100K），可以稳定端口A的状态。

作者: Y_G_G 时间: 2021-7-11 17:34

忆1709 发表于 2021-7-10 21:59
嗯，浮空状态确实会引入干扰造成单片机误判，因此单片机端口必须有一个稳定状态。
这个问题我重新理一下 ...

10uA弱上拉是一定可以检测外部电平变化的!
你分析那么多,还不如直接实际电路测试一下,8051自诞生到现在,几十年了一直都是这么用,你不知道你的分析原理是从哪里学的
一个IO有10uA的弱上拉,外部是1的时候,它输出1,它读取到的就是1,这不对吗?他得是0才对吗?
当外部电平是低电平的时候,因为10uA的上拉电流并不大,外部低电平会把这个端口的电平拉低,读取到的就是0,这有问题吗?
如果还有问题,把你想要做的电路画好上传,或者自己用实际电路写好程序运行就知道结果了
不要仿真,要实际电路
这本身就是一个很简单的问题

作者: karolyte 时间: 2021-7-11 22:43
应该是开漏模式吧

作者: 忆1709 时间: 2021-7-12 11:16

Y_G_G 发表于 2021-7-11 17:34
10uA弱上拉是一定可以检测外部电平变化的!
你分析那么多,还不如直接实际电路测试一下,8051自诞生到现在, ...

"一个IO有10uA的弱上拉,外部是1的时候,它输出1,它读取到的就是1,这不对吗?他得是0才对吗?"
-------是的，我觉得外部必须得是0才行，既然这个问题一直纠结，我再画一张图说明下吧，我觉得应该很明了了，当然，继续讨论可以让我们把这个问题想得更透彻，没有坏处。
如图所示，有两张图：

图1是STC15单片机的弱上拉内部结构图，内部上拉有2路，极弱上拉和弱上拉，极弱上拉是一直打开的，弱上拉当外部输入非0时，也是一直打开的；
图2是我自己画的系统框图；单片机内部根据拉电流可计算弱上拉电阻约20K左右，我用一个开关加上拉10K模拟外部电路，系统电源3.3V，当K1未闭合时，端口B就是浮空的，由于单片机内部输入端呈现高阻，因此A点电压为3.3V，单片机读取到的电平为1；这是常态，只要外部输入非0，它就一直是1，软件随时查询读到的都是1；
此时，外部电路满足某个条件触发K1闭合，这个事件发生后，端口B通过10K上拉到3.3V，此时端口A输入3.3V电压，此时A点的电压是多少？当然还是3.3V；
此时对话情景是这样的：外部电路会对单片机说：“我已经输出3.3V电压给你了，请你动起来，把灯点亮”，单片机回怼： “对不起，我读到的端口电平没有发生任何变化，我要继续睡觉”。所以单片机此时是麻木的，你不给它个0，它就是不动。

对于以上分析，我不知道是否还有什么不同的想法？可以结合我给出的这两张图来展开讨论。这个问题没有必要仿真的，我觉得原理上要先走通。

图1.png (29.79 KB, 下载次数: 47)

图2.png (29.65 KB, 下载次数: 57)

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