1.        P0.0-P0.7 (ขาที่32-39) พอร์ต0 ทำหน้าที่เป็นสัญญาณควบคุมอุปกรณ์ภายนอกได้ 2 ทิศทาง สามารถรับข้อมูลอินพุตและส่งข้อมูลเอาต์พุตได้ มีขนาด 8 บิต การตั้งค่าให้พอร์ต 0 รับข้อมูลอินพุตทำได้โดยการส่งค่าสถานะ 1 ไปยังบิตที่ต้องการให้รับข้อมูลอินพุตได้ วงจรภายในจะทำให้บิตนั้นมีค่าความต้านทานสูงและสามารถรับข้อมูลอินพุตได้ และยังใช้ขาเป็นสัญญาณกำหนดตำแหน่งหน่วยความจำ (A0-A7) และขายังเป็นสัญญาณข้อมูล D0-D7)โดยการใช้ตัวแยกสัญญาณ(D-latch 74LS373)ทำหน้าที่เป็นมัลติเพล็กซ์ (multiplex) โดยเลือกช่วงเวลาของสัญญาณกำหนดตำแหน่งหน่วยความจำและสัญญาณข้อมูลออกจากกัน ในขณะที่ใช้เป็นพอร์ตอินพุตและเอาต์พุต วงจรภายในจะไม่มีวงจรเพิ่มกระแสไฟฟ้า (pull up) จึงจำเป็นต้องต่อวงจรเพิ่มกระแสไฟฟ้าภายนอกเข้าไป

2.        P1.0-P1.7 (ขาที่1-8) พอร์ต1 ทำหน้าที่เป็นสัญญาณควบคุมอุปกรณ์ภายนอกได้ 2 ทิศทาง สามารถเป็นได้ทั้งอินพุตและเอาต์พุต มีขนาด 8 บิต สามารถอ้างถึงการทำงานได้ที่ละบิต และวงจรภายในมีตัวต้านทานเพิ่มกระแสไฟฟ้า (pull up ) ในกรณีที่ต้องการรับข้อมูลอินพุตก็สามารถทำได้เหมือนพอร์ต 0

3.        P2.0-P2.7 (ขาที่21-28) พอร์ต 2 ทำหน้าที่เป็นสัญญาณควบคุมอุปกรณ์ภายนอกได้ 2 ทิศทาง คือ เป็นทั้งอินพุตและเอาต์พุต มีขนาด 8 บิต สามารถใช้เป็นขาสัญญาณกำหนดตำแหน่งหน่วยความจำ (A8-A15) และมีวงจรเพิ่มกระแสไฟฟ้าภายใน การกำหนดให้เป็นขาอินพุตทำได้โดยการส่งข้อมูลสถานะ 1 ไปยังบิตที่ต้องการให้เป็นอินพุต ก็สามารถรับค่าข้อมูลอินพุตได้

4.         P3.0-3.7 (ขาที่10-17) พอร์ต 3 ทำหน้าที่เป็นสัญญาณควบคุมอุปกรณ์ภายนอกอินพุตและเอาต์พุต 2 ทิศทาง มีขนาด 8 บิต คุณสมบัติทั่วไปจะเหมือนกับพอร์ตอื่นๆ แต่จะมีคุณสมบัติที่ต่างออกไป คือ ใช้ทำหน้าที่พิเศษเป็นสัญญาณควบคุมการทำงานต่างๆ ของไมโครคอนโทรลเลอร์

1.            PSEN  (program Store Enable ขาที่ 29 ) ขานี้ทำงานที่สภาวะลอจิกเป็น 0 ไมโครคอนโทรลเลอร์ต้องอ่านค่าจากหน่วยความจำภายนอกที่เป็นข้อมูล โดยโปรแกรมจะเก็บในหน่วยความจำถาวน ( ROM M , EPROM , EEPROM) ส่วนมากใช้ต่อเป็นขาเลือกทำงาน ( Enable  OE ) แต่ถ้าไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้หน่วยความจำภายใน ขานี้ก็จะไม่ได้ใช้งาน และมีค่าลอจิกเป็น “1”

2.             ขา ALE (Address Latch  Enable ขาที่ 30) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของสัญญาณกำหนดตำแหน่งกับสัญญาณข้อมูล โดยใช้การเลือกเส้นทาง (data select หรือ multiplex ) โดยปกติเมื่อไมโครคอนโทรลเลอร์ทำงานจะส่งสัญญาณกำหนดตำแหน่ง (A0-/A7 ) ผ่านไอซี(74LS373) ที่ทำหน้าที่เลือกเส้นทาง ถ้าส่งสัญญาณข้อมูลออกมา ไอซี (74LS373) จะไม่ทำงาน ข้อมูลก็จะถูกส่งไปที่สายสัญญาณข้อมูล

3.             ขา EA (External Access ขาที่ 31 ) ทำหน้าที่เลือกการทำงานของหน่วยความจำ ถ้ามีค่าลอจิกเป็น “0” หมายถึง ใช้ข้อมูลจากหน่วยความจำภายนอก

4.             ขา RST (Reset ขาที่ 9 ) ทำหน้าที่เริ่มต้นการทำงานใหม่ของไมโครคอนโทรลเลอร์ การทำงานที่ค่าลอจิก “1”  นี้จะทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์เริ่มต้นทำงานที่ตำแหน่ง 0000 เพื่ออ่านข้อมูลโปรแกรมและจัดระบบการทำงาน 5.             ขาสัญญาณนาฬิกา (ขาที่ 18-19 ) ทำหน้าที่เป็นตัวกำหนด  สัญญาณนาฬิกากับไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้เป็นฐานเวลาในการทำงาน โดยใช้แผ่นผลึก  (crystal)  ที่มีความถี่ตั้งแต่  0-24 เมกกะเฮิรตซ์  (MHz) ร่วมกับตัวเก็บประจุขนาด 20 -33 pF

6.             แหล่งจ่ายไฟ (power supply) ขาที่20 จะเป็นขากราว (Ground) และขาที่40 จะเป็นแหล่งจ่ายไฟบวกกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งใช้แหล่งจ่ายไฟขนาดไม่เกิน 5 โวลต์

 1.4 โครงสร้างและการทำงานของพอร์ตอินพุต/เอาต์พุต(I/O Structure)  

              วงจรอินพุตและเอาต์พุตของพอร์ต MCS-51 ที่ศึกษานี้เป็นตัวอย่างวงจรการทำงานของพอร์ตละบิต ในส่วนของพอร์ตเอาต์พุตที่ค้างสถานะ (latch) จะใช้วงจรดีฟลิบฟลอบ ซึ่งรับข้อมูลจากสายสัญญาณข้อมูลภายใน(internal data bus)โดยสัญญาณเขียนนี้จะไปเอาที่เอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ การอ่านข้อมูลจากอินพุตของแต่ละพอร์ตมีการทำงาน 2 วิธี คือ การอ่านข้อมูลจากภายนอกโดยตรง ซึ่งใช้สัญญาณควบคุมภายในที่อ่านจากขา (read pin ) และวีที่ 2 เป็นการอ่านค่าข้อมูลอินพุตจากเอาต์พุตของวงจรดีฟลิบฟลอบที่ขา Q โดยใช้สัญญาณควบคุมการอ่านข้อมูลที่ค้างอยู่ (read latch) จากไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยข้อมูลจะผ่านบัฟเฟอร์ตัวที่1 เข้าไปยังสายสัญญาณข้อมูลภายใน

การทำงานของพอร์ตอินพุต/เอาต์พุตในกรณีที่อ่านข้อมูลอินพุตจากเอาต์พุตของวงจรฟลิปฟลอปที่ขา Q โดยใช้สัญญาณควบคุมการอ่านข้อมูลที่ค้างอยู่ ซึ่งเป็นอ่านข้อมูลที่ถูกเขียนไว้แล้ว (read - modify – write) สาเหตุที่ใช้วิธีนี้เนื่องจากในกรณีไมโครคอนโทรลเลอร์อาจเกิดการสับสนสถานะของข้อมูลที่ขาของแต่ละพอร์ต และเมื่อนำสัญญาณแต่ละบิตของบิตไปต่อกับวงจรภายนอกที่ใช้กับทรานซิสเตอร์ การควบคุมจะต้องใช้ไบแอสเบสทรานซิสเตอร์  ถ้าไมดครคอนโทรลเลอร์ส่งสัญญาณที่มีสถานะเป็น 1 ออกไปไบแอส และทำให้ทรานซิสเตอร์ทำงาน แรงดันไฟฟ้าระหว่างเบส (base) กับขาอิมิตเตอร์(emitter) จะมีค่าประมาณ0.5-0.7โวลต์ (VBSAT)ซึ่งมีค่าเทียบกับสถานะ”0” ไมโครคอนโทรลเลอร์จึงแยกไม่ออก

Advertising Zone    Close