STC15單片機的IO口疑問？

ID:847776 · 發表于 2021-7-6 15:27

看STC15單片機的規格書IO口相關介紹，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寄存器來配置；如圖1；
配置成普通IO口時有4種工作模式，用P1M1和P1M0寄存器來配置，如圖2；

P1口作為普通IO口

想問下：
①  作為普通IO口時，如果我想要檢測外部輸入的高電平，我應該配置成哪種模式？是高阻輸入模式嗎？還是說必須電路上加反相器才能實現？

② 如果我要配置P1口的P1.1/P1.2/P1.3為ADC口，應該有如下一段代碼：

#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;   //設置P1.1、P1.2、P1.3口為AD轉換口

此時我要將P1口的P1.5/P1.6/P1.7配置成高阻輸入，應該有如下一段代碼：
P1M1 = 0xE0;
P1M0 = 0x00;

請問此時P1.1/P1.2/P1.3還是ADC口嗎？

ID:716656 · 發表于 2021-7-6 15:44

問題一：設置成高阻模式，可以檢測外部電平變化，程序里寫成以while循環檢測。你說的反相器是對接外部中斷引腳時，當變化成高電平，經反相器是變低，觸發外部中斷。問題二：我沒接觸過，應該是查一下手冊，引腳當adc用時要設置成什么模式，把P1M1 P1M0的低5位設置對應就好

ID:401564 · 發表于 2021-7-6 15:47

看圖,其它的問題數據手冊里有的 51hei截圖20210706154603.png

ID:272119 · 發表于 2021-7-6 16:17

普通IO不用設置，默認頭文件已經設置好，直接sbit相關IO的名字使用即可。關于第二點我也沒有試過。

ID:847776 · 發表于 2021-7-7 09:05

Y_G_G 發表于 2021-7-6 15:47
看圖,其它的問題數據手冊里有的

關于準雙向口這個模式，我是想檢測外部的高電平輸入，這個模式應該是不行的，內部是弱上拉，本身就是高電平，當外部再輸入一個高電平時，它的狀態是沒有變化的。

ID:847776 · 發表于 2021-7-7 09:11

壓著我頭發啦發表于 2021-7-6 15:44
問題一：設置成高阻模式，可以檢測外部電平變化，程序里寫成以while循環檢測。你說的反相器是對接外部中斷 ...

“對接外部中斷引腳時，當變化成高電平，經反相器是變低，觸發外部中斷。”
------ 請教下，為何這里要加反相器呢？

ID:716656 · 發表于 2021-7-7 09:44

憶1709 發表于 2021-7-7 09:11
“對接外部中斷引腳時，當變化成高電平，經反相器是變低，觸發外部中斷。”
------ 請教下，為何這里要 ...

51單片機的外部中斷有兩種觸發方式可選：電平觸發和邊沿觸發。選擇電平觸發時，單片機在每個機器周期檢查中斷源口線，檢測到低電平，即置位中斷請求標志，向CPU請求中斷。選擇邊沿觸發方式時，單片機在上一個機器周期檢測到中斷源口線為高電平，下一個機器周期檢測到低電平，即置位中斷標志，請求中斷。普通51單片機檢測高變低的過程（好像有能檢測低到高的），你要檢測低到高，需要用反相器或三極管，把狀態反一下

ID:847776 · 發表于 2021-7-7 10:14

壓著我頭發啦發表于 2021-7-7 09:44
51單片機的外部中斷有兩種觸發方式可選：電平觸發和邊沿觸發。選擇電平觸發時，單片機在每個機器周期檢查 ...

明白了，謝謝。

ID:401564 · 發表于 2021-7-7 16:32

憶1709 發表于 2021-7-7 09:05
關于準雙向口這個模式，我是想檢測外部的高電平輸入，這個模式應該是不行的，內部是弱上拉，本身就是高電 ...

它怎么就不行了呢?
外部是高平,它本身就是高平,讀取到的就是高電平
外部是低電平,它讀取到的就是低電平
這模式從8051出生到現在,一直都是這么用的

ID:689247 · 發表于 2021-7-7 16:50

Y_G_G 發表于 2021-7-6 15:47
看圖,其它的問題數據手冊里有的

通俗易懂，一下就明白了

ID:934353 · 發表于 2021-7-7 16:58

憶1709 發表于 2021-7-7 09:05
關于準雙向口這個模式，我是想檢測外部的高電平輸入，這個模式應該是不行的，內部是弱上拉，本身就是高電 ...

可以的，普通io口本來就可以檢測外部的電平變化的

ID:689247 · 發表于 2021-7-7 17:02

第一個問題：你檢測的高電平是一直接入到電路里面的么？你的意思是不是，一旦不接入電路，檢測仍然是高電平，就無法判斷高電平石否接入電路？
如果一直接入電路，就像大佬說的，I/O不是低電平就是高電平。
如果不是:懸空狀態也是高電平，就無法判斷了
這樣用adc檢測高于多少判定高點就ok。

ID:847776 · 發表于 2021-7-9 09:48

Y_G_G 發表于 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,讀取到的就是高電平
外部是低電平,它讀取到的就是低電平 ...

可能是我描述不準確，造成理解上的偏差；
我的意思是“要檢測外部器件輸入的一個高電平信號變化”，附一張圖幫助理解，如圖所示，這個“外部電路”常態時它既不拉高也不拉低，也就是高阻或浮空狀態，當這個外部電路滿足某個條件后，會輸出高電平信號，此時我需要單片機能判斷到這個高電平信號。所以配置成準雙向口時當然是不行的。如果配置成了準雙向口，針對這種情況，只能通過外部反相電路來實現。

ID:401564 · 發表于 2021-7-9 15:47

憶1709 發表于 2021-7-9 09:48
可能是我描述不準確，造成理解上的偏差；
我的意思是“要檢測外部器件輸入的一個高電平信號變化”，附一 ...

我知道你的意思,你是想說:A端口我不輸出,對外不輸出低電平,也不輸出高電平,我只管讀取外部的電平狀態而已
但你要知道,為什么會有上拉和下拉,還有強上拉和強下拉,邏輯電路的邏輯是嚴謹的,它一定是要有個確定的電平狀態的,
如果單片機是高阻,那么外部B端口就會有上拉或者下拉
如果外部是不確定的,單片機A端口就會有上拉或者下拉
浮空是不可能浮空的,這輩子都不可能浮空的,單片機關斷一個浮空的外部引腳,所讀取到的數據是不穩定的
如果你想A端口只管讀取B端口的電平,但又不對外輸出高電平,那么,B端口就要有輸出的能力,設定成傳統端口的時候,下拉的任務由B端口來完成

ID:847776 · 發表于 2021-7-10 21:59

Y_G_G 發表于 2021-7-9 15:47
我知道你的意思,你是想說:A端口我不輸出,對外不輸出低電平,也不輸出高電平,我只管讀取外部的電平狀態而已 ...

嗯，浮空狀態確實會引入干擾造成單片機誤判，因此單片機端口必須有一個穩定狀態。
這個問題我重新理一下吧，分以下兩種情況來看。
第一種情況：單片機端口設定成弱上拉輸出，即上文所述的準雙向口模式：
這種情況下，單片機本身是有一個穩定狀態的，即1；此時外部電路在未輸出時，呈現高阻狀態，如果說我選型的這個外部器件，在觸發工作時，會輸出高電平，這種情況下，單片機端口它是沒有辦法感知到這個變化的，因為兩個1相與還是1，因此必須加反相器，經過反相器輸出0將單片機端口拉低，如此方可。
第二種情況：單片機設定成高阻模式：此時對于單片機來說，輸入1就是1，輸入0就是0；高電平低電平都沒有問題。但如果我這個外部器件在未輸出時也對外呈現高阻，那么兩端高阻，抗干擾能力就非常弱了，干擾信號很容易給單片機造成誤判。
“如果你想A端口只管讀取B端口的電平,但又不對外輸出高電平,那么,B端口就要有輸出的能力,”
-----如果確實兩端都呈現高阻狀態了，B端口自然是沒有輸出能力的，這個比較常規的做法是在A端口外加一顆對地的大電阻（如100K），可以穩定端口A的狀態。

ID:401564 · 發表于 2021-7-11 17:34

憶1709 發表于 2021-7-10 21:59
嗯，浮空狀態確實會引入干擾造成單片機誤判，因此單片機端口必須有一個穩定狀態。
這個問題我重新理一下 ...

10uA弱上拉是一定可以檢測外部電平變化的!
你分析那么多,還不如直接實際電路測試一下,8051自誕生到現在,幾十年了一直都是這么用,你不知道你的分析原理是從哪里學的
一個IO有10uA的弱上拉,外部是1的時候,它輸出1,它讀取到的就是1,這不對嗎?他得是0才對嗎?
當外部電平是低電平的時候,因為10uA的上拉電流并不大,外部低電平會把這個端口的電平拉低,讀取到的就是0,這有問題嗎?
如果還有問題,把你想要做的電路畫好上傳,或者自己用實際電路寫好程序運行就知道結果了
不要仿真,要實際電路
這本身就是一個很簡單的問題

ID:446775 · 發表于 2021-7-11 22:43

應該是開漏模式吧

ID:847776 · 發表于 2021-7-12 11:16

Y_G_G 發表于 2021-7-11 17:34
10uA弱上拉是一定可以檢測外部電平變化的!
你分析那么多,還不如直接實際電路測試一下,8051自誕生到現在, ...

"一個IO有10uA的弱上拉,外部是1的時候,它輸出1,它讀取到的就是1,這不對嗎?他得是0才對嗎?"
-------是的，我覺得外部必須得是0才行，既然這個問題一直糾結，我再畫一張圖說明下吧，我覺得應該很明了了，當然，繼續討論可以讓我們把這個問題想得更透徹，沒有壞處。
如圖所示，有兩張圖：

圖1是STC15單片機的弱上拉內部結構圖，內部上拉有2路，極弱上拉和弱上拉，極弱上拉是一直打開的，弱上拉當外部輸入非0時，也是一直打開的；
圖2是我自己畫的系統框圖；單片機內部根據拉電流可計算弱上拉電阻約20K左右，我用一個開關加上拉10K模擬外部電路，系統電源3.3V，當K1未閉合時，端口B就是浮空的，由于單片機內部輸入端呈現高阻，因此A點電壓為3.3V，單片機讀取到的電平為1；這是常態，只要外部輸入非0，它就一直是1，軟件隨時查詢讀到的都是1；
此時，外部電路滿足某個條件觸發K1閉合，這個事件發生后，端口B通過10K上拉到3.3V，此時端口A輸入3.3V電壓，此時A點的電壓是多少？當然還是3.3V；
此時對話情景是這樣的：外部電路會對單片機說：“我已經輸出3.3V電壓給你了，請你動起來，把燈點亮”，單片機回懟： “對不起，我讀到的端口電平沒有發生任何變化，我要繼續睡覺”。所以單片機此時是麻木的，你不給它個0，它就是不動。

對于以上分析，我不知道是否還有什么不同的想法？可以結合我給出的這兩張圖來展開討論。這個問題沒有必要仿真的，我覺得原理上要先走通。

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STC15單片機的IO口疑問？