51单片机的I/O口如何实现分时复用

Question

单片机初学者，使用的是普中科技的A4开发板，89C52芯片，有的I/O口控制多个器件，比如LED和按键，如何从软件上实现对这几个器件的分时复用？比如说我想通过按键来控制连接到同一个I/O口的LED。😵

Answer 1

参考通义千问和郭老师的小迷弟雅思莫了-编写提供，主要是为了帮助您快速解决问题，如下回答，您可以参考下，如有问题，评论区留言。

在单片机系统设计中，尤其是像51系列的STC89C52这样的单片机，由于I/O端口资源有限，有时需要通过软件方法实现I/O口的分时复用，即一个I/O口在不同的时间段内分别作为输入（比如读取按键状态）和输出（比如控制LED亮灭）。这种技术也被称为“时间多路复用”。

以下是一个简单的例子说明如何使用同一个I/O口控制LED和读取按键：

假设P2.0引脚连接了一个LED和一个按键：

1. 硬件连接：

   • LED：一端接P2.0，另一端通过限流电阻接地。
   • 按键：一端接P2.0，另一端接地，并通过上拉电阻接到+5V电源。

2. 软件实现：

#include <reg52.h>

// 定义IO口操作
sbit LED = P2^0;    // 定义P2.0为LED
sbit KEY = P2^0;    // 同样定义P2.0为按键，但注意实际读取时是通过检测电平变化来判断按键状态

void delay(unsigned int t);  // 延时函数，用于控制LED亮灭的时间间隔

void main(void) {
    while(1) {      // 无限循环
        LED = 1;    // 输出高电平点亮LED
        if(KEY == 0) {  // 在LED亮起期间检测按键是否按下
            // 如果按键被按下，则执行相应操作（此处仅为示例，实际上可能要添加消抖动处理）
            LED = 0;  // 按键按下时关闭LED
            delay(1000);  // 延时一段时间
            LED = 1;  // 延时后重新点亮LED
        }
        delay(500);  // LED持续点亮一定时间

        LED = 0;    // LED熄灭
        delay(500);  // 熄灭一段时间
        
        // 在LED熄灭阶段，同样可以检测按键状态，但由于LED此时不亮，不影响按键的读取
        if(KEY == 0) {
            // 执行相应的按键按下操作...
        }
    }
}

void delay(unsigned int t) {
    // 这里是一个延时函数，你可以根据实际情况编写或者调用已有的延时函数
}

上述代码中，我们通过在循环中交替改变LED的状态（点亮与熄灭），并在LED点亮或熄灭的不同时间段内检查按键状态。这样，虽然P2.0口同时连接了LED和按键，但在特定时刻只执行一种功能，从而实现了I/O口的分时复用。

需要注意的是，在实际应用中，为了准确读取按键状态，通常还需要进行按键去抖动处理，防止因按键抖动导致误触发。此外，延时函数的具体实现也需要根据系统晶振频率等条件进行调整以达到预期的延时效果。