C51引脚结构通俗解释(准双向口结构)-二趣网

前言

C51单片机被广泛用于教学演示
通常在学习中，C51的P1,P2,P3,P4这四组引脚，被称作准双向口，而P0组引脚用作开漏输出

相信你一定见过这样检测按键是否被按下：

void main() { P1_1 = 1; while (1) { if (P1_1 == 0) { // P1_1被按下 } } }

是否有这样的疑惑

为什么P1_1被内部设置为1后，又能被外部置为0？
或者为什么P0组引脚本身不能输出高电平，需要外接电源与电阻？

在本篇文章中，我们来探究C51的引脚的内部结构，解决这些疑惑

乍一看，准双向口结构复杂，难以理解，实际上，简化一下，就是下面这个样子：

实际上就是有两部分晶体管，
当控制信号为1时，上方晶体管打开，引脚与内部电源连接
当控制信号为0时，下方晶体管打开，引脚与内部接地链接

所以当控制信号变化时，引脚也可以同样变化：

其中，因为弱上拉晶体管的等效阻值很大，所以如果内部拉高，外部接地，就会使引脚拉低，因为此时构成通路，电压被弱上拉晶体管"消耗"：

这就是为什么准双向口可以置1然后被外部拉到0的原因

本质就是内部接到电源，外部接地，形成通路，此时的电压被弱上拉晶体管分压，引脚的电压就是低电平了

如果内部接到电源，但外部什么也不接，就无法形成通路，自然不存在集体管分压，引脚的电压仍是电源电压

而原设计中的强上拉,极弱上拉则是应对不同状态时切换，保证引脚稳定工作

而对于当控制信号为0时，下方晶体管打开，引脚与接地直接相连：

因为这是"强下拉晶体管"(等效阻值小)，所以导通时，等效直接与接地相连，外部不可直接连接电源，必须存在电阻等分压，否则短路造成元件损坏

相比于准双向口，P0的开漏输出要简单

当控制信号为1时，引脚悬空(既没接电源，也没接地)
当控制信号为0时，晶体管打开，引脚与内部接地链接

所以如果想用P0口输出高电平，一般外接电源：