输入输出接口扩展.pptx

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1、简简单单的的I/O口口扩扩展展通通常常是是采采用用TTL或或CMOS电电路路锁锁存存器器、三三态态门门等等 作作 为为 扩扩 展展 芯芯 片片（74LS244、74LS245、74LS273、74LS373、74LS377等等），通通过过P0口口来来实实现现扩扩展展的的一一种种方方案案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。简单的简单的I/O口扩展主要包括：口扩展主要包括：缓冲器扩展输入口缓冲器扩展输入口（三态门：（三态门：74LS244、74LS245等）等）输输入入接接口口的的主主要要功功能能：解解决决数数据据输输入入的的缓缓冲冲问问题题，如如74

2、ls244(具具有三态缓冲功能，这样才可以和数据总线相连有三态缓冲功能，这样才可以和数据总线相连)。锁存器扩展输出口锁存器扩展输出口（锁存器：（锁存器：74LS273、74LS373、74LS377等）等）输出接口的主要功能：进行数据的保持（数据锁存）。输出接口的主要功能：进行数据的保持（数据锁存）。4.3.14.3.1简单简单I/OI/O接口芯片的扩展接口芯片的扩展第1页/共35页利用利用74LS244进行输入口的扩展进行输入口的扩展74LS244引脚封装图MCS-51与74LS244的接口电路图缓冲器扩展输入口缓冲器扩展输入口第2页/共35页 74LS244是一种8位的三态缓冲器。当它的控

3、制端1G（2G）为低电平时，输出等于输入；当它的控制端1G（2G）为高电平时，输出呈高阻态。在上图的电路中，P2.7与RD相或后作为244的使能信号，单片机的P0口与74LS244的8位输出端相连，所以74LS244的地址为：7FFFH（P2.7=0即A15=0，A14.A0为任意，这里取1，得到7fffh，当然，0000h7fffh中任一地址均可）。当单片机从当单片机从74LS244读取数据时应该为：读取数据时应该为：MOV DPTR，#7FFFH；将；将74LS244的口地址送入的口地址送入DPTRMOVX A，DPTR；74LS244的端口读取数据到的端口读取数据到ACC ；执行时，；执

4、行时，RD有效，有效，p2.7=0,选通了选通了74ls244。注意：注意：MOVX A，DPTR;读操作，产生 RD 低电平信号 第3页/共35页利用利用74LS273进行输出口的进行输出口的扩展扩展74LS273引脚封装图MCS-51与74LS273的接口电路图锁存器扩展输出口锁存器扩展输出口第4页/共35页 74LS273是一种是一种8D触发器器。当它的控制端信号有效且触发触发器器。当它的控制端信号有效且触发端信号有效时，输入端信号有效时，输入D1-D8端的数据被锁存到端的数据被锁存到8D触发器中并形成输触发器中并形成输出出Q1-Q8。在上图的电路中，在上图的电路中，P2.7与与WR相或

5、后作为相或后作为74LS273的锁存信号（的锁存信号（clk下降沿有效），单片机的下降沿有效），单片机的P0口与口与74LS273的的8位输出端相连，所以位输出端相连，所以74LS273的地址为：的地址为：7FFFH。（仅使。（仅使P2.7=0，地址可以是，地址可以是0000h7fffh中的任一个。）中的任一个。）（仅当（仅当p2.7=0且且WR=0时，时，clk才为才为0，数据被打入。），数据被打入。）所以，当单片机从所以，当单片机从74LS244输出数据是应该为：输出数据是应该为：MOV DPTR，#7FFFH；将74LS244的口地址送入DPTRMOVX DPTR，A ；从ACC 向74

6、LS244的端口写数据 ;P2.7=0&WR=0,数据被打入到2732锁 存器注意：MOVX DPTR,A;写操作，产生 WR 低电平信号 第5页/共35页Intel 8155Intel 8155是一个具有是一个具有RAMRAM、I/OI/O和计数器的通用和计数器的通用可编程可编程接口芯片接口芯片。其具有的资源为。其具有的资源为 256B256B的静态的静态RAMRAM；两个可编程的两个可编程的8 8位并行位并行I/OI/O口口PAPA和和PBPB；一个可编程的一个可编程的6 6位并行位并行I/OI/O口口PCPC；一个可编程一个可编程1414位减计数器位减计数器TCTC；8 8位地址锁存器。

7、位地址锁存器。示意图示意图一、可编程芯片一、可编程芯片8155的扩的扩展展v是指芯片功能可由指令来确定，即需要对其编程。第6页/共35页8155的引脚封装图8155的内部接口图CBA256字节静态RAM14位定时计数器TIMER INTIMER OUTVCC(5 V)VSS(GND)PA0PA7IO/MCEALERDWRRESETAD0AD7PB0PB7PC0PC7第7页/共35页81558155各引脚的功能为：各引脚的功能为：地址地址/数据线数据线AD0AD0AD7AD7（8 8条）：是低条）：是低8 8位地址线和数据线的共用位地址线和数据线的共用输入总输入总 线，常和线，常和MCS-51M

8、CS-51单片机的单片机的P0P0口相连，用于分时传送地址口相连，用于分时传送地址和数据；和数据；PA0PA0PA7PA7、PB0PB0PB7PB7：为：为A A、B B口线，用于和外设之间传递数据；口线，用于和外设之间传递数据；PC0PC0PC5PC5为为C C端口线，既可与外设传送数据，也可以作为端口线，既可与外设传送数据，也可以作为A A、B B口口的控制的控制 联络线；联络线；CSCS：片选线，低电平有效。：片选线，低电平有效。1.8155的内部结构第8页/共35页RESETRESET：复位线，通常与单片机的复位端相连。：复位线，通常与单片机的复位端相连。ALEALE：地址锁存线，高电

9、平有效。：地址锁存线，高电平有效。IO/MIO/M：RAMRAM或或I/OI/O口的选择线。当为口的选择线。当为0 0时，选中时，选中81558155的的256 B RAM256 B RAM；当为当为1 1时，选中时，选中81558155片内片内3 3个个I/OI/O端口以及命令端口以及命令/状态寄存器和定时状态寄存器和定时/计数器。计数器。RDRD和和WRWR：读：读/写线，控制写线，控制81558155的读、写操作。的读、写操作。TMRIN（TI）：定时）：定时/计数器的脉冲输入端。计数器的脉冲输入端。TMROUT（TO）：定时）：定时/计数器的输出信号端。计数器的输出信号端。VCC：电源

10、端。：电源端。GND：接地端。：接地端。第9页/共35页8155当当IO/M为为0时，单片机对时，单片机对8155的的RAM进行操作，共进行操作，共256B，低八位的地址为：，低八位的地址为：00H0FFH。8155当当IO/M为为1时，单片机对时，单片机对8155的的I/O口进行操作。口进行操作。低八位地址低八位地址I/O口口xxxxx000B命令命令/状态口状态口xxxxx001BPA口口xxxxx010BPB口口xxxxx011BPC口口xxxxx100B定时器定时器/计数器低字节寄存器计数器低字节寄存器xxxxx101B定时器定时器/计数器高字节寄存器计数器高字节寄存器8155内部寄存

11、器地址分配表2.8155的的RAM和和I/O口地址口地址编码编码第10页/共35页芯片芯片8155 的的I/O口和定时器口和定时器/计数器的工作方式可以通过对计数器的工作方式可以通过对8155的命令寄存器写入控制字来实现。的命令寄存器写入控制字来实现。8155的命令寄存器和状态寄存器使用同一个地址。的命令寄存器和状态寄存器使用同一个地址。8155的命令字的命令字命令字主要规定了命令字主要规定了8155的的I/O口和定时器的工作方式。口和定时器的工作方式。8255的状态字的状态字状态字的内容包含状态字的内容包含8155的的I/O口的工作状态标志。口的工作状态标志。3.8155的命令字和状态的命令

12、字和状态字字第11页/共35页PA口PB口PC口MCS-51单片机与8155的接口第12页/共35页TM1TM2IEBIEA PC2 PC1PAPAPBA口方式B口方式B口A口计数器方式00:空操作01:停止计数10:计满后停止11:开始计数0:输入1:输出0:禁止中断1:允许中断00110110 方式1:A、B口基本I/O；C口输入方式2:A、B口基本I/O；C口输出方式3:A口选通I/O；B口基本I/O方式4:A、B口选通I/O8155的命令字格的命令字格式式第13页/共35页A口中断请求标志：0:无;1:有A口缓冲器：0:空;1:满A口中断允许：0:禁止;1:允许B口中断请求标志：0:无

13、;1:有B口缓冲器：0:空;1:满B口中断允许：0:禁止;1:允许定时器中断标志:1:有定时器溢出中断0:读状态字后或硬件复位后INTEBTIMERBFBINTRBINTEAINTRABFA-8155的状态字格式的状态字格式第14页/共35页基本基本I/O方式：联络线由程序指定，对计数器输入输出不起控制作方式：联络线由程序指定，对计数器输入输出不起控制作用，没有中断能力，输出联络线由软件程序来控制。用，没有中断能力，输出联络线由软件程序来控制。选通选通I/O方式：由方式：由PC口的低三位作联络线使用，其余位作口的低三位作联络线使用，其余位作I/O线；线；输入联络线可以起选通数据锁存作用；中断时

14、有中断请求信号产输入联络线可以起选通数据锁存作用；中断时有中断请求信号产生；各个联络线为：生；各个联络线为：INTRA：中断请求输出标志。：中断请求输出标志。BFA：PA口缓冲器口缓冲器/空输出信号。空输出信号。STBA：数据选通输入信号。：数据选通输入信号。8155的的I/O的工作方的工作方式式第15页/共35页 8155片内的定时器片内的定时器/计数器是一个计数器是一个14位的减计数器。计数位的减计数器。计数器分为高器分为高6位和低位和低8位寄存器，它的计数初值有程序预置。它的格式为：位寄存器，它的计数初值有程序预置。它的格式为：M2M1T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3

15、T2T1T0高字节寄存器（M2和M1是工作方式码）低字节寄存器（T0T13为计数器的初值）4.8155的定时器的定时器/计数计数器器第16页/共35页M2 M1方 式波 形0 00 11 01 1单次方波连续方波单个脉冲连续脉冲8155定时器定时器/计数器四种操作方式和输出计数器四种操作方式和输出波形波形第17页/共35页 1)8155RAM的使用的使用例题：假定在MCS-51单片机的内部RAM中，从30H开始存放一组数据，字节数为50，要求将该组数据存入8155 RAM中，起始地址为7E00H。程序为：程序为：.RAMWR:MOV R0,#30H MOV DPTR,#7E00H MOV R2

16、,#50 RAMW:MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC R0 INC DPTR DJNZ R2,RAMW 思考：如果要把8155 RAM中，从地址为7E00H开始的50个数据存入单片机的30H开始的数据存储单元中，应该如何处理？5.8155的应用的应用第18页/共35页2)8155的I/O口的使用例题：假定例题：假定8155的的PA口接口接8个乒乓开关，个乒乓开关，8155的的PB口接口接8个指示灯，个指示灯，要求要求PB显示显示PA口的开关状态。口的开关状态。命令命令/状态寄存器地址为状态寄存器地址为7E00H,PA地址地址为为7E01H,PB地址为地址为7E02H。8155的

17、命令字为：的命令字为：02H（PA和和 PB为为基本基本I/O方式）。方式）。程序为：程序为：ORG 0000H MOV DPTR,#7E00H MOV A,#02H MOV DPTR,A LOOP:MOV DPTR,#7F01H MOVX A,DPTR INC DPTR MOVX DPTR,A SJMP LOOP END写命令字，送入命令/状态寄存器8155的A口数据送入ACCACC数据写入8155的B口循环执行第19页/共35页82558255是一个通用可编程接口电路。其具有的资源为：是一个通用可编程接口电路。其具有的资源为：三个可编程的三个可编程的8 8位并行位并行I/OI/O口口PAP

18、A、PBPB和和PCPC口；口；PCPC口可以按位进行操作。口可以按位进行操作。8255A的引脚封装图数据总线PA口PB口PC口控制总线二、可编程芯片8255的扩展第20页/共35页8255的内部接口图A组端口AA组端口C上半部(4)下半部(4)B组端口CB组端口B(8)(8)A组控制控制B组数据总线缓冲读/写控制逻辑I/OI/OI/OI/ORDWRA0A1RESETCSD7D0PA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7PB0第21页/共35页82558255各引脚的功能为：各引脚的功能为：地址地址/数据线数据线D0D0D7D7：是低：是低8 8位地址线和数据线的共用输入总线，位地址线和数据线

19、的共用输入总线，常和常和MCS-51MCS-51单片机的单片机的P0P0口相连，用于分时传送地址和数据；口相连，用于分时传送地址和数据；PA0PA0PA7PA7、PB0PB0PB7PB7：为：为A A、B B口线，用于和外设之间传递数据；口线，用于和外设之间传递数据；PC0PC0PC7PC7为为C C端口线，既可与外设传送数据，也可以作为端口线，既可与外设传送数据，也可以作为A A、B B口口的控制联络线；的控制联络线；CSCS：片选线，低电平有效。：片选线，低电平有效。RESETRESET：复位线，通常与单片机的复位端相连。：复位线，通常与单片机的复位端相连。A0A0和和A1A1：I/OI/

20、O口的选择线，通过它可以选择口的选择线，通过它可以选择PAPA口、口、PBPB口、口、PCPC口和口和控制寄存器。控制寄存器。RDRD和和WRWR：读：读/写线，控制写线，控制82558255的读、写操作。的读、写操作。VCC：电源端。：电源端。GND：接地端。：接地端。1.8255的内部结构的内部结构第22页/共35页高阻态011xX非法态01011高阻态1XXXX从命令口输入00111从PC口输出00101从PB口输出00110从PA口输出00100从PC口输入01001从PB口输入01010从PA口输入01000操作CSWRRDA0A12.8255A的端口选择和基本操的端口选择和基本操作

21、作第23页/共35页8255有两个控制字：有两个控制字：方式控制字方式控制字方式控制字用于设定单片机的方式控制字用于设定单片机的PA口、口、PB口和口和PC口的工口的工作方式。作方式。置位置位/复位控制字复位控制字置位置位/复位控制字用于对复位控制字用于对8255A的的PC口按位进行操作。口按位进行操作。3.8255A的控制字的控制字第24页/共35页B 组C 口低 4 位B 口方式选择0:输出1:输入0:输出1:输入 0:模式0 1:模式1A组C 口高 4 位A 口方式选择0:输出0:输出1:输入1:输入01:模式100:模式0 1*:模式 21:方式标志D7D6D5D4D3D2D1D0方式

22、控制字方式控制字第25页/共35页0:复位1:置位000001010PC0位选择011100101110111PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC70:位操作D7D3D2D1D0置位置位/复位控制字复位控制字第26页/共35页8255A有有3种工作方式种工作方式工作方式工作方式0基本的输入基本的输入/输出方式输出方式工作方式工作方式1选通工作方式选通工作方式工作方式工作方式2双向传送方式，只有双向传送方式，只有PA口工作于此方式。口工作于此方式。4.8255A4.8255A的工作方的工作方式式第27页/共35页开关量输入显示输出5.8255A和MCS-51单片机的接口第28页/共35页例例

23、1：在上图所示的：在上图所示的8255与单片机的连接电路中，与单片机的连接电路中，8255A的的PC口口(7FFEH)作为开关量的输入；作为开关量的输入；8255A的的PA口口(7FFCH)作为信号的输出；作为信号的输出；要求要求8个数码管显示个数码管显示PC口输入的外部信号状态。口输入的外部信号状态。8255A的工作方式字设定：的工作方式字设定：由题意可知由题意可知8255的工作方式字应该为：的工作方式字应该为：89H6.8255A应用举例：应用举例：第29页/共35页8255初始化从8255的PC口读入数据从8255的PA口输出数据选中8255的PC口选中8255的PA口流程图：流程图：第

24、30页/共35页 ORG 0000H MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#89H MOVX DPTR,ALOOP:MOV DPTR,#7FFEH MOVX A,DPTR MOV DPTR,#7FFCH MOVX DPTR,A SJMP LOOP END写命令字，送入命令/状态寄存器8255的C口数据送入ACCACC数据写入8255的A口循环执行程序清单：程序清单：第31页/共35页例例2：在：在8255与单片机的连接电路中，使用置位与单片机的连接电路中，使用置位/复复位控制字实现在位控制字实现在8255A的的PC7输出方波。输出方波。解：解：8255A的控制寄存器的控制寄存器(7FF

25、EH)的设定的设定 D7：恒为：恒为0；D6-D4：未使用；：未使用；D3-D1：PC口的位选择；口的位选择；D0：置位时为：置位时为1，复位时为，复位时为0。所以：所以：当当PC7输出高电平时，控制寄存器应该为：输出高电平时，控制寄存器应该为：0FH；PC7输出低电平时，控制寄存器应该为：输出低电平时，控制寄存器应该为：0EH。第32页/共35页 ORG 0000H MOV DPTR,#7FFFHLOOP:MOV A,#0FH MOVX DPTR,A MOV R2，#80H DJNZ R2，$MOV R2,#80H MOV A,#0EH MOVX DPTR,A DJNZ R2，$SJMP LOOP END写PC7=1的命令字延时写PC7=0的命令字循环执行程序清单：程序清单：第33页/共35页本章要求：掌握MCS-51单片机的三总线形成；了解常用的程序存储器、数据存储器，以及它们与单片机如何进行连接，连接好的存储单元如何确定其地址；掌握用缓冲器、锁存器等扩展简单I/O接口电路；掌握8155可编程接口芯片的基本性能、端口与存储单元的编址方法，以及与单片机的连接电路，口的基本应用；了解8155定时器的应用；掌握8255A的功能及应用。小小 结结第34页/共35页感谢您的观看！第35页/共35页