单片机的外围电路有哪些，有什么功能？

单片机中有象箱子功能一样的地方，我们称为寄存器，用来暂存数据。寄存器的种类有程序计数器、通用寄存器、以及SFR(特殊功能寄存器)等。

SFR主要用来设定外围功能电路(计数器或串行端口、通用I/O等)的工作方式，确认其工作状况，并对其进行控制的。也就是说SFR并非仅仅只是用来保存数据的“箱子”。通过改变保存在“箱子”里的数据，不仅可以改变外围功能电路的动作方式，而且“箱子”里的数据也将随着外围功能电路的工作状況而改变。

控制外围功能电路的基础知识

下面以通用I/O为例来说明单片机对外围功能电路的控制。通用I/O具有以下功能：

输出功能：可以输出高电平电压或低电平电压

输入功能：可以读出输入到引脚的电压电平

首先来看输出功能的控制。图1中的引脚A是一个通用I/O。

如果向引脚A的寄存器(SFR)

写入0，则引脚A的输出电压将为低电平(0V)。

写入1，则引脚A的输出电压将为高电平(5V)。

1键盘显示接口电路： 用于下达用户命令和传送、修改单片机内部的数据、参数，同时可以将运算结果送显示器上显示。 可用 8279或74LS164芯片进行键盘、显示电路的扩展。

2模拟量输入通道： 数据采集和测量，将工业现场的非电量转换成电量(如电压、电流)，再经过模数转换器转换为数字量送给单片机。 一般由传感器、运算放大器、多路开关、模数转换器等组成。

3模拟量输出通道： 将计算的结果数字量经数模转换器转换成模拟量(电压、电流)反过来去控制工业的现场设备。

4 单片机与电脑的通讯接口电路： 完成单片机与电脑之间的连接，采用串口通讯，进行单片机与电脑之间的数据信息传送。

5 继电器驱动电路： 完成对继电器线圈的控制，驱动继电器动作。

单片机的外设功能：

正如过去连载的“单片机入门”系列中所介绍的那样，对电子产品进行控制的单片机是由CPU、内存及外设功能等部分组成的(图1)。CPU根据指令(程序)，执行运算、数据的读写以及进行条件判断等，而内存则用来保存该程序(记忆)。

外设功能是指为了使单片机便于使用的各种功能。例如，CPU为了与外部的传感器及开关等进行信号交换，就需要“输入/输出端口(I/O端口)”这种外设功能。

而且，将模拟输入信号转换为数字值的“A/D转换器”以及反过来将数字值转换为模拟输出信号的“D/A转换器”则是单片机对各种信号进行处理时不可或缺的外设功能。

另外，还有为了正确测量时间所用的“定时器”以及提供日期和时计的“实时时钟(RTC)”，用于进行与时间相关的处理，此外还有将并行信号(parallel signal)和串行信号(serial signal)进行互相交换的“UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器)”等，以便进行通信。

端口方向寄存器(PDR)

决定引脚方向的寄存器，也称为“方向寄存器”。

端口输入数据寄存器(PIDR)

输入时反映所使用的引脚状态的寄存器。从引脚输入LOW电平或者HIGH电平时会将之转换为0或1的值并读取该转换结果。随着引脚的变化数值也将发生变化。所以不会保持读取时的值。

端口输出数据寄存器(PODR)

此寄存器保存用作输出引脚的输出数据。将0或1的值转换为LOW电平或HIGH电平信号并从引脚输出。由于可以与内存一样保持改写前的值，所以在改写前来自引脚的输出电压也将保持不变。

了解数字信号的输入/输出端口---“GPIO”

在“输入/输出端口(I/O端口)”中，数字信号的输入/输出端口即“GPIO(General Purpose Input/Output)”也被称为“通用I/O端口”，是一种用于数字信号输入/输出的非常方便的端口。用于将数字输出的传感器值和开关的ON/OFF值传送到单片机的输入端及通过LED来显示单片机的运算结果，以及输出用于驱动电机运行的信号等等。

GPIO被称为通用端口是其引脚既可以用于输入也可以用于输出。在早期的单片机中，引脚都被固定用于输入或输出，但是现在很多单片机中都可以自由地将其设定为输入或输出端口。假设GPIO端子有8个引脚，则可以将4个引脚用于输入，另4个引脚用于输出，也可以将1个引脚用于输入，剩下的7个引脚用于输出。