51 单片机实战教程(二 STC15系列I/O工作模式设定及外围元件驱动电路)

     STC15单片机的用户手册中，对其I/O做了如下描述：

可以看出要改变I/O的工作方式，必须改变配置寄存器设置。上电复位时配置寄存器PxM1、PxM0值是多少呢？即I/O口的缺省工作模式是那种呢？请看下面：

奇怪，P6M1、P6M0的缺省值为空，是不在配置前P6的工作模式待定？不是的。请看说明是的说明：

 下面看一下不同工作模式下I/O结构的不同之处：

可以看出4种模式下数据输入结构是相同的。不同的部分在输出部分。

       说到数据输入结构，没接触过单片机与数字电路的人也许会问，单片机如何输入数据呢？严格意义上讲，单片机是不能直接输入数学意义的数据。它是通过识别I/O口上的高低电平，实现输入的。（一般）把高电平定义为二进制的1，低电平定义为二进制的0；多位组合，即为二进制数据。单片机对外输出也是对外输出高低电平实现数据输出。STC15系列单片机如何识别高低电平呢？请看下面截自手册描述： 

如果I/O上的电压为不能识别的范围，则视为无输入。STC15单片机还有一种工作模式，为模拟输入，仅限于P1口。这里不做详述，在讲A/D转换时再做说明。

       上面讲了I/O上电复位时的工作模式，那么I/O口上电复位时的输出又如何呢？这个很重要，特别是工控系统；如果忽略这个，后果可能会灾难性的。STC15  

如果I/O上的电压为不能识别的范围，则视为无输入。STC15单片机还有一种工作模式，为模拟输入，仅限于P1口。这里不做详述，在讲A/D转换时再做说明。

      上面讲了I/O上电复位时的工作模式，那么I/O口上电复位时的输出又如何呢？这个很重要，特别是工控系统；如果忽略这个，后果可能会灾难性的。STC15单片机I/O上电复位输出如下：

可以看出STC15单片机上电复位单片机I/O上电复位输出都是高电平。如果供电电压为5V，STC15单片机输出1时电平为5V，输出0时电平为0V。

       明白了STC15单片机I/O特性，就可以用它实现数据输入及输出控制外围设备，但需要注意保护以免损坏I/O口及整个单片机。下面简单介绍常见外围（驱动）电路。 

     2. 蜂鸣器及继电器驱动电路

此电路为低电平驱动，即当I/O输出为低电平时蜂鸣器工作。这个电路不要求Vcc一定为单片机供电电压，但需共地。蜂鸣器换成继电器，即可驱动继电器。由于蜂鸣器与继电器为感性负载，需加保护二极管，以卸除突然断电时感性负载产生的感生电压。如果不加可能会损坏三极管。

       上面电路为低电平驱动，即当I/O输出为低电平时蜂鸣器工作。这个电路不要求Vcc一定为单片机供电电压，但需共地。蜂鸣器换成继电器，即可驱动继电器。当继电器或蜂鸣器仅需5V供电时，就可使用下面电路。 

       3. 普通I/O外部输入电路

二极管的作用是保护I/O，以防输入高压损坏I/O口。I/O口不需工作在开漏输出模式，可以省去，上拉电路。

       4. 5V与3.3V I/O互连电路

       5. 驱动N MOS电路