電路關(guān)鍵部分如下，VCC通過(guò)1k電阻連接到LED正極，LED負(fù)極接到P1.0口：

在單片機(jī)執(zhí)行LED=0的時(shí)候，電子開關(guān)S就由CPU控制而閉合，P1.0上輸出低電平。電流通過(guò)1k電阻和LED流入P1.0，再經(jīng)過(guò)S流入GND，LED兩端有合適的電壓于是點(diǎn)亮。結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部IO口等效電路，整個(gè)電路如下圖

在上面的例子中，P1.0輸出低電平點(diǎn)亮LED。能不能反過(guò)來(lái)，P1.0輸出高電平點(diǎn)亮LED呢？我們可以考慮電路連接成下面這樣，并在程序中編寫LED=1。

當(dāng)執(zhí)行LED=1時(shí)，S斷開。電流通過(guò)10k上拉電阻R從P1.0流出，并進(jìn)入LED。由于上拉電阻的阻值太大，電流太小，導(dǎo)致LED不亮，或者亮度很微弱。所以通常不采用這種方法。

這兩種方法，前者電流從外部流入單片機(jī)內(nèi)部，我們稱之為灌電流接法；后者電流方向相反，稱為拉電流接法。對(duì)比可以看出，對(duì)于51單片機(jī)，灌電流接法電流較大，拉電流接法由于受到上拉電阻限制，電流較小。

在實(shí)際當(dāng)中灌電流的最大電流也是有限的，因?yàn)殡娮娱_關(guān)S中能通過(guò)的電流有限。根據(jù)STC官方的芯片手冊(cè)，對(duì)于STC單片機(jī)，建議單個(gè)IO口灌電流建議不超過(guò)20mA，所有IO口灌電流之和不超過(guò)55mA，否則容易燒壞IO口。而拉電流大小只有230uA左右。

拉電流是從上拉電阻流出來(lái)的，能否提高拉電流大小呢？答案是可以。我們只需要在單片機(jī)外部再添加一個(gè)上拉電阻，就可以增大拉電流，并且能成功點(diǎn)亮LED，如下圖所示。

圖中的電路，相當(dāng)于R和R0并聯(lián)了，整個(gè)上拉電阻的阻值減小了。但是這樣做有個(gè)缺陷。在這個(gè)電路中，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)，S閉合，此時(shí)電流從VCC通過(guò)上拉電阻和S流入GND。此時(shí)雖然LED熄滅了，但是卻有較大電流通過(guò)上拉電阻而浪費(fèi)掉。所以上拉電阻過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)力不足，而上拉電阻過(guò)小，又會(huì)在輸出低電平時(shí)浪費(fèi)電能。

上拉電阻的作用是什么呢？對(duì)電路了解多一點(diǎn)的人很快能發(fā)現(xiàn)，如果沒(méi)有上拉電阻，IO口就無(wú)法輸出高電平，也就是下圖這樣的。開關(guān)閉合時(shí)能輸出低電平，但是開關(guān)斷開時(shí)，P1.0就懸空了，什么也沒(méi)連接。這時(shí)IO口的電壓就是不確定的了，這種狀態(tài)無(wú)法判斷它是低電平還是高電平，叫做高阻態(tài)。很巧的是，單片機(jī)的P0口確實(shí)就沒(méi)有上拉電阻，而其他三組IO口都有上拉電阻。所以當(dāng)P0輸出高電平，并且沒(méi)有外接上拉電阻時(shí)，就是高阻態(tài)，不能正常輸出高電平。后面我會(huì)通過(guò)具體例子來(lái)讓大家感受一下高阻態(tài)。

注：雖然P1.0似乎是同時(shí)連接到CPU的IO輸入端了，即圖中寫著“輸入”的綠色箭頭，但是這部分電路只有在讀取管腳輸入的時(shí)候才會(huì)導(dǎo)通，并且是單向的。

上拉電阻的存在，將原本的高阻態(tài)轉(zhuǎn)變成了高電平，也因此得名。和上拉電阻相對(duì)應(yīng)的，還有下拉電阻，區(qū)別在于下拉電阻另一端不是連接VCC而是接到GND。

IO口之所以叫IO口（IO=Input/Output），意味著它既可以輸出又可以輸入。前面講的都是IO口的輸出，下面講IO口的輸入。IO口的輸出我們通過(guò)LED來(lái)介紹，而IO口的輸入我們則通過(guò)開關(guān)來(lái)說(shuō)明。在很多單片機(jī)中，IO的輸入和輸出需要通過(guò)電路切換，而對(duì)于51單片機(jī)來(lái)說(shuō)，輸入和輸出使用的是同一套電路，也就是上面我們分析的電路。

圖中的S0是一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，往上切換可以將P1.0接到VCC，往下切換可以接到GND。讀取時(shí)CPU會(huì)通過(guò)特定電路獲取圖中橙色導(dǎo)線上的電平。我們想要實(shí)現(xiàn)的效果是，讓CPU讀取P1.0端口的電平，從而獲得開關(guān)S0的狀態(tài)。

當(dāng)S斷開時(shí)，CPU通過(guò)獲取P1.0上的電平可以知道外部開關(guān)S0的狀態(tài)，從而執(zhí)行相應(yīng)的操作。

而S閉合時(shí)，S0往下切換，P1.0確實(shí)是低電平。而S保持閉合且S0往上切換時(shí)，VCC通過(guò)S0和S直接接到GND就短路了。此時(shí)電子開關(guān)S通過(guò)大量電流，可能會(huì)燒壞單片機(jī)。于是我們添加了電阻R0。S仍然保持閉合，S0往上切換。此時(shí)P1.0仍然是低電平，于是CPU無(wú)法判斷外部開關(guān)S0的狀態(tài)，如下圖。

總結(jié)起來(lái)就是在讀取IO口電平時(shí)，應(yīng)先設(shè)置輸出高電平（即斷開S），再讀取數(shù)據(jù)。這個(gè)規(guī)則適用于所有IO口。