地址锁存及IO扩展.ppt

单片机地址锁存及IO扩展 端口P0 P3 80H 90H A0H B0H P0 P3为4个8位特殊功能寄存器 分别是4个并行 端口的锁存器 它们都有字节地址 端口的每一位可以进行位操作 每一条 线均可独立用作输入或输出 用作输出时 可以锁存数据 用作输入时 数据可以缓冲 在单片机接口扩展系统中各端口功能 无论有无片外存储器扩展 P1端口均可用作通用I O端口使用 在单片机接口扩展系统中 P0口用作输出地址 数据总线 此时 P0无法再作I O口使用了 在单片机接口扩展系统中 P2口只输出高8位地址 P3口可以用作第二功能使用地址总线宽度为16位 可寻址范围64K字节 地址锁存器 锁存器在地址扩展中的作用就是锁存地址 地址锁存器74373是带三态缓冲输出的8D锁存器 锁存器锁存原理ALE作为低8位地址锁存选通信号 当为高电平时 复用数据总线上为地址数据 地址锁存器 74373 74373内部逻辑 芯片介绍 SRAM6264 6264是8K 8的静态随机存储器 A0 A12为片内13位地址线 I O0 I O7为双向三态数据线 CE为片选信号 OE为读允许信号 WE为写信号 硬件接口电路设计 includexdataunsignedchar port xdataunsignedcharBuffer 256 at 0 x6000 main unsignedchartmp 0 x55 unsignedcharj port 向连续存储空间写入数据的C51程序 简单并行输出接口的扩展 在单片机的并行接口扩展中 常采用TTL CMOS锁存器 缓冲器构成简单的扩展接口 其中 在输出接口的扩展中经常选用具备锁存功能的芯片实现 一般有 74273 74373 74573 74574等 在本节以74273为例 介绍输出接口的扩展实现 74273引脚和功能原理 D0 D7为数据输入引脚 Q0 Q7为数据输出引脚 CP为时钟脉冲输入端 MR为清零端 从内部逻辑图看出 74273为内部集成八路D触发器的锁存器 芯片的CP引脚与八路D触发器的时钟控制端相连 完成数据锁存的控制 简单并行输出接口的扩展 访问外设端口的软件设置 单片机系统外扩的接口芯片或外扩片外数据存储器统一编址 占用外部数据存储器0000 FFFFH空间 因此 片外扩展I O口的硬件译码地址 看作片外数据存储单元访问 include define变量名XBYTE 地址常数 举例 对片外的1000H单元进行数据的写操作 设计方法如下 include include defineportXBYTE 0 x1000 voidmain void inttemp While 1 temp port 注意 程序中 define用于定义将外部1000H端口命名为port 定义端口寄存器的长度为8位 通过上述定义 于是 在程序中出现的Port变量映射为外部寄存器地址单元 访问地址为1000H 程序设计中 对外部1000H地址的读操作就可以直接写作 temp port 即可 其中 temp为设计的临时变量 应用设计举例 应用74273扩展单片机的输出端口 设定74273的端口访问地址为7FFFH 控制在数码块上轮回显示从0 F的16个字符 C51源程序为 include include defineportXBYTE 0 x7FFF unsignedchartable 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f 设置数码块显示数据表voiddelay void unsignedinti for i 0 i 40000 i voidmain void unsignedinti while 1 for i 0 i 10 i port table i 从数码块显示字表读取数据 通过74273输出显示delay 74244设计应用举例 应用74273 74244芯片实现简单的并行接口的扩展 电路实现的功能 按键的状态通过74244芯片缓冲读入 通过74273锁存输出 在八个LED发光二极管上显示 程序设计 include defineport 273XBYTE 0 xFEFF 定义访问的外部端口变量 defineport 244XBYTE 0 xFDFF 定义访问的外部端口变量voiddelay void unsignedinti for i 0 i 40000 i voidmain unsignedinttmp While 1 tmp port 244 从74244端口读取数据delay port 273 tmp 将读取的数据通过74273锁存输出 通过硬件电路在发光二极管上显示 分析与讨论 如果将74273和74244的功能交换 即用273作输入口扩展 244作输出口扩展 是否可行 答案是否定的 由于P0口分时输出数据 地址信息 因此 作为输出端口要求具有锁存功能 当芯片选通时 锁存输出数据 当芯片选通结束 数据依然能够保持在输出端口 在作为输入端口使用时 由于单片机的总线端口常常要对多个外设端口进行分时访问 因此 要求作为输入与总线相连的接口芯片具有缓冲功能 即当总线访问该接口芯片时 选片信号有效 该芯片的缓冲器三态门打开 数据输入总线 当该芯片不被选中时 芯片三态门处与高阻态 此时 芯片的输出被断开 对总线不起作用 总线此时可以被其他器件占用 数据线D0 D7 接于P0接口连接I O设备信号线 PA PB PC共24条端线 A1A0端口选择 00 A口01 B口10 C口11 控制口 CS 片选信号 低电平有效 RD WR 芯片读出 写入信号 低电平有效 RESET 复位端 为1时 清除内部寄存器内容 3个数据口为输入方式 可编程并行接口芯片8255A 8255A的三种工作方式 设置A B C端口的工作模式 8255A与单片机的接口电路设计实例 采用8255A实现输入和输出扩展功能的电路原理图 要求实现外接发光二极管由拨动开关相应位的状态进行控制的功能 硬件电路分析 电路中单片机的 RD WR信号分别与8255的读写信号相连 RESET通过电阻接低电平 8255的 CS信号与单片机的P2 7引脚相连74373为地址锁存器 单片机的A0 A1经过所存与8255的A0 A1脚连接 根据硬件电路连接 则在8255内部的四个寄存器的访问地址分别为 A口 7FFCB口 7FFDC口 7FFED口 7FFF在地址译码时 不被使用的地址线设置访问地址时默认为高电平 编写C51程序如下 include include defineCOM8255XBYTE 0 x7FFF 根据硬件电路 设置命令控制寄存器地址 definePA8255XBYTE 0 x7FFC 设置输入端口A的访问物理地址 definePB8255XBYTE 0 x7FFD 设置输出