[实用新型]输入/输出双向端口

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及集成电路领域中的一种输入/输出双向端口。

背景技术

在各种集成电路中，尤其在MCU(Micro Control Unit，即微控制器)电路中，I/O(Input/Output，即输入/输出)口是电路对外进行信息交流的不可缺少的重要通道。它不同于单向端口，如输入口，或者输出口，这些单向端口的功能是单一的，它只能接收数据或者输出数据；而I/O口是具备输入和输出两个功能的双向端口，它能够进行数据的接收和发送。

传统的RISC(Reduced Instruction Set Computing，即精简指令集)类型的MCU中，I/O口是非常复杂的电路，它有时占据整个电路版图的1/4，有时甚至更多。因为这些I/O口都要设置端口方向寄存器，通过改变端口方向寄存器的值来设置I/O口的方向，有的甚至设置专门的指令来管理I/O口的方向。这些都导致了I/O口电路的复杂与庞大。

一些CISC(Complex Instruction Set Computer，即复杂指令集)类型的MCU中，虽然没有设置端口方向寄存器，但它们也同样存在电路复杂的问题。

因此，在一些民用消费类电路中，用这些传统的I/O口都显得不切实际，它们不仅控制复杂，而且面积大，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种电路结构简单、控制方便、电路面积小、成本低的输入/输出双向端口，它无需设置端口方向寄存器，仅通过对端口置0或者置1来选择I/O口的方向，克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种输入/输出双向端口，能够实现数据的接收和发送，包括：

锁存器，其数据输入端与数据总线相连，时钟信号端与写数据信号相连；

第一反向器，其输入端与锁存器的输出端相连；

第一控制晶体管，设置在第一反向器的输出端与第一恒定电位之间；

第二控制晶体管，设置在第一反向器的输出端与第二恒定电位之间；

第一控制晶体管的输出端与第二控制晶体管的输出端相连接，其节点处与I/O PAD口相连；

第二反向器，其输入端与第一控制晶体管的输出端与第二控制晶体管的输出端之间的节点相连；

三态反向器，其输入端与第二反向器的输出端相连，使能端与读端口信号相连，输出端与锁存器的输入端相连；

两输入与非门，其一输入端与锁存器的输出端和第一反向器的输入端之间的节点相连，另一输入端与第二反向器的输出端和三态反向器的输入端之间的节点相连，其输出端为输入端口电平变化信号。

当数据总线写入1，且读端口信号有效时，通过设置在I/O PAD口和数据总线之间的第二反向器与三态反向器，将实质上与I/O PAD口输入信号相同的信号输入到数据总线，实现数据的输入；当写数据信号有效时，通过设置在数据总线和I/O PAD口之间的锁存器、第一反向器、第一控制晶体管和第二控制晶体管，将实质上与数据总线信号相同的信号输出到I/O PAD口，实现数据的输出。

上述的输入/输出双向端口，其中第一控制晶体管为较大宽长比NMOS管，第二控制晶体管为较小宽长比PMOS管，每一个晶体管的控制端、输出端和输入端分别为栅极、漏极和源极。上述的第一恒定电位和第二恒定电位分别为地电位和电源电位。所述的输入端口电平变化信号可以看做输入变化中断或者唤醒系统用。

本实用新型的有益效果在于电路结构简单、控制方便、电路面积小、成本低，无需设置端口方向寄存器，仅通过对端口置0或者置1来选择I/O口的方向。

附图说明

图1是本实用新型输入/输出双向端口的电路图；

图2是本实用新型的优选实施例。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。