单片机IO口详解

一、三态

单片机IO的三态是指：高电平（1）、低电平（0）、高组态（Z）。

二、高阻态

高阻i是一种电路状态.既不是高电平,也不是低电平,以高阻态对下级电路输出,下级电路什么影响也没有.高阻态的IO电平高低,随下级电路变化而变,下级为高,它就是高,下级是低它就是低.可以看成是悬空状态.

所以，高阻状态的作用就是你不会影响其他，这在总线通讯中特别重要

像通用的51单片机，IO口都有这样的标注（下图是CMS5880的IO引脚配置截图）

当你设置成输入时，此时引脚状态就是高组态。有些单片机规格书翻译不太准确，

应该要翻译成：0=  引脚被配置为输入（高阻抗）
翻译成“高阻抗”应该是比较准确的，
翻译成“三态”容易引起误解

三、IO模式的内部结构

现在我们拿我们入门学得at89c51来分析其引脚端口结构。

1.P0口双向八位三态IO

P0口大家肯定不陌生，想当初第一次画最小系统板，在P0口接上拉电阻，从而点灯点不亮。那为什P0口要加上拉电阻呢？

这是P0口内部结构图，首先P0口的上面那个三极管D0是在进扩展存储器或扩展总线时使用MOVX指令时才会控制它的导通和截止，在不用此指令时都是截止的。也就是我们平常使用如：P0_1=0　P0_1=1这些语句时控制的都是下面那个三极管D1。

当P0＝0时，等效图是中间的，三极管D1导通，P0点的电位为0。

而当P0＝1时，等效图是右边的，三极管D1截止，而上面的三极管D0始终是截止的，这样P0点就等效于悬空了，所以要外接上拉电阻，才能有高电平。

所以，当你置1时，由于内部没有上拉电阻，所以为高组态，不能正常输出高、低（高组态输出的电平不确定）

 2.P1口准双向IO

内带上拉电阻

当P1＝0时，三极管D导通，见中间的等效图

当发出P1＝1的指令后，三极管D截止，见右边等效

那为什么叫准双向IO,因为当IO口要设置为输入时，需要先想该端口写“1”，单片机才能正确读取外部的高低电平。

也就是要现有个准备过程，所以叫“准双向3”.P2 P3也是。

双向口与准双向口的区别主要是：准双向口I/O口操作时做数据输入时需要对其置1,否则若前一位为低电平，后一位输入的电平为高则MOS管拉不起来导致出错。而双向口则不需要做此动作，因为双向口有悬浮态。
准双向口就是做输入用的时候要有向锁存器写1的这个准备动作，所以叫准双向口。
真正的双向口不需要任何预操作可直接读入读出。
1：准双向一般只能用于数字输入输出，输入时为弱上拉状态（约50K上拉），端口只有两种状态：高或低。
2：双向除用于数字输入输出外还可用于模拟输入输出，模拟输入时端口通过方向控制设置成为高阻输入状态。双向端口有三种状态：高、低或高阻

3.