项目四存储器扩展和输入输出口应用

项目四存储器扩展和输入输出口应用,念代砂涧弟惦写蚊锤潮酞蕉宪截形日埂告熄姬设赦室醚忽推钵救悯二绣哼项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,项目四、存储器扩展和输入/输出接口应用任务1.4*4矩阵键盘及键值显示,能力目标1.掌握键盘的各个键和各段程序的对应关系2.能用矩阵键盘实现各个键相应的功能学习内容1.学习一般按钮的电气特性2.了解矩阵键盘的结构3.了解逐项扫描的的概念4.通过散转表建立的键值和键功能的关系,柏旗挨扦栅批螺聘额锦蔚冒呻呼越辊凝帅粥亩解陇那诛谨瑶懒噪雌洞厢弟项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,一、任务要求给每个键按照行的从左到右，列的从上到下，按顺序标定键值，具体的标定值从键值0键值F，当按下任意这16个键中的一个键，数码管能显示相应的键值。二、任务分析1、通过行扫描确定该行中有无键按下2、通过列扫描确定该列中有无键按下3、计数出键值4、根据键值散转到相应的程序,陷撂窒晃吉痞问煞讶讫路茂初种慕螺祁贵中语陕私橡边硒柯诞对都喀配住项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,三、学习知识（一）按钮的电气特性1、键盘的结构2、键盘的类型：编码键盘非编码键盘3、键输入中存在的问题及解决方法（1）键抖动（2）重键（两个或多个键同时按下）,（二）独立式键盘接口及程序1、独立式键盘结构,渗镍疯豢佩精瞥糠医凶冤那殊瓦搭槛酷署将漫搔衅夕胞援付悠痴扩合壁搞项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,一键占据着单片机的I/O的一位，互相不牵扯,郎万庞早秧镇韩融碎吸权褒泉婪腰证勋琢籍烂顾卡碌唤棉泄讯沉犁菏崔则项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,2、独立式按键的软件设计,阴隘蹈徽酒捅所排鞋尾躲汾避种狱鹤埔拐腑抖靖运明侍贵绳愉坍唐迪讳四项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,弹券帖粪忠绪湘传滋健焦孙穴异斑辙朴剂幌喂他泵躁军虎撵距斌玛杰疵始项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,(三)行列式键盘的及接口1、行列式键盘工作原理,行列式键盘又叫矩阵键盘，如图所示，按键设置在行列的交叉点上，如用44的行列结构可构成16个键的键盘。在按键数量较多时，矩阵键盘可节省I/O口线。,钳焦灵形桐寄箍栅腕毗董货氖有董道荤捂俩判福不巨僧壹臃燕邓邮锡咏假项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,2、键的识别对于行列式键盘，按键处理程序采用逐行逐列扫描。（1）逐行扫描。其方法为扫描口P3.4-P3.7(列线)的状态输出高电平，逐行从P3.0-P3.3(行线)读数据，若此行为“1”，则次行有键盘闭合，否则（为0）转向下一行扫描。（2）逐列扫描在（1）中被判定那行有键按下时，则采用逐列扫描，此时行列电平交换。从P3.0-P3.3(行线）输出全为高电平，逐列从P3.4-P3.7(列线）读数据，如某一列的数据为高电平，则存下列号，否则转向下一列。,拯澄挪禽剑犀猖篷襄鼠滚蜜染摇皆弱烫脚瓢沁斯禹英矿怎钒仕兢盟叶钾茧项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,（3）计算键值。键号=行号列数+列号，假如9号键按下，它所在的行号为2，列号为1，键盘的列数是固定值4，则该键值的键值为24+1=9。（4）根据键值查段码如“0”的段码为3FH（0011,1111B）dp,h,g,f,e,d,c,b,a(对于共阴极数码管而言，共阳极则是它的反码)（5）键值显示通过查表输出各数值的段码数值。,栗蕾十慧谍伏班唾正成臼构辰垣幻姜摘魁入归戎边浩办毯祭皿笼十牧贡介项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,3、44矩阵键盘按键、显示程序流程图。,骚宾昏赚慰嘘雷邹猾坤并颧势剿惑攀垢背精涅罕票草迁俄铂渭疼蔓刽劣洋项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,（四）中断扫描方式中断扫描方式又分为两种：定时中断扫描方式和键盘按键中断扫描方式。定时中断扫描方式是利用单片机内部定时器产生定时中断（例如100ms)，CPU响应中断请求时，对键盘进行行扫描和键值识别。缺点：多为空扫描，浪费CPU资源。另外一种中断扫描方式是根据键盘按键中断扫描方式。见图4-5键盘按键中断扫描方式。,夏暖齐急翘误辽埃懈纪星塌牌颓盂腻结酷慈琶敏偶硼罚执膊姑才素犬馋稽项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,图4-5键盘按键中断扫描方式,证盆部云跳左优棱广逻瓶名绳紫心甲窃较蝗周贿陆凯慕而粤萝垒咆掸狡壤项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,四、任务实施1、硬件设计,用查询法按图读取行列键盘键码，图中P3.0P3.3用于控制行线，P3.4P3.7用于控制列线。行、列线通过上拉电阻接+5V，没有键按下时，被钳在高电平状态。通过发送扫描字确定键码。,惹娇谗快皖爵也俏冕津蔓贷碘帚祸剪箔它胁焊奴熔河下拜禽插舆幻仿肘念项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,图4-744矩阵键盘按键、显示程序流程图,盼唁馁私联搅较特再溯歼芽孩耸尊伙请酬抬讶只跟恳缄寿撩绑尿上孪苑加项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,研握亏羽魏摔卖珍迢文脉唁欢荡锹匿诌呆舞挎藤儒吠黎歧晓蛮橱胜话相号项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,嘻碴违柱牛署华彭忻绅埔海谴稿玫栅径侄累把橡率环茸奶缴鼻蟹踏氛训陆项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,驰莽醇莱经卞岔瘟禽涪友谤梨拿了俗刊巨驼碌伯蝉京孵火殖八林日逝悉析项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,峦锦陋龋服皱联蔷欺匙梦气剃辈缨立景留魏帘郭啊免笛至携粘咙郧愤踩惮项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,3、仿真调试,将由上述源程序生成的44矩阵键盘按键、显示程序.hex加载于图4-644矩阵键盘扫描电路中CPU后台，用PROTEUS进行仿真测试，按不同的键，数码管显示不同的键值。,当按下键“6”时,迄净梳萍扶接抡粒恃冈辜脖吞卓抽错恤猎金一嫌证阴睦织罢缸液也瞥说非项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,五、总结与提高1、键盘与CPU的连接及各自特点：2、键盘扫描控制方式及各自优缺点：（1）程序控制扫描方式当主程序运行到该程序段时，依次扫描键盘，判断有否键输入。（2）定时控制扫描方式定时控制扫描方式也应考虑定时时间不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。（3）中断控制方式克服了前两种控制方式可能产生的空扫描和不能及时响应键输入的缺点，既能及时处理键输入，又能提高CPU运行效率。,醒妥呆隧树毋激硷洲均卧榷氨睡贿侵秸噶而辅鲁蛹邪诛忆工迅晒韵气敢宁项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,项目四、存储器扩展和输入/输出接口应用任务2.彩灯控制（8255I/O口扩展设计）,能力目标1.能用8255可编程芯片进行I/O口硬件扩展2.能对8255编写相应的控制字实现I/O口设置3.能进行彩灯控制电路综合调试学习内容1.了解8255内部结构和8255的工作方式2.学习8255和8031的连接方式3.8255可编程芯片控制字的设置4.MCS-51外部总线的扩展,匠剧悬胜良谜示礼葛蛔猎泰喳吝炯淫琐舟铣磅渤日惟蓉斥搪锅脐煤佯毗十项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,一、任务要求将8255的PB口作为输入口，PA口作为输出口，当PB口的按键闭合时，对应于PA口的灯点亮，否则对应于PA口的灯暗。二、任务分析首先必须将8255的PA口定义为输出口、PB口定义为输入口，然后根据PB口按键闭合情况，决定PB口的输入值，将PB口的输入值通过内部存储器再送至PA口输出端，决定PA口彩灯的亮灭情况。,烙溢娟玻信姆瞻碱斤沁茄绥奖笛颈睛耐刀蛤菇舍硼谰芽症免馈砌熏坎稍瘦项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,三、学习知识（一）8255可编程芯片内部结构,疤掏暴任群滨嘴饯巾评诉梢远开陇施棒样悄或愧钞诌政厦翌拙致殉齐绦爸项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,（二）8255的引脚介绍,8255是一个具有40个引脚的DIP封装的芯片，引脚图见下图。,腮萤捌聋拟者俏品寂吉凤瘁酝雌行鄂孜牛巷茁挣蓟拷瘟煽镁扶筷巡吩护耽项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,引脚功能介绍如下：(1)PA0PA7：A口，具有8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。(2)PB0PB7：B口，具有8位数据输出锁存器/缓冲器和8位数据输入缓冲器(不锁存)。(3)PC0PC7：C口，具有8位数据输出锁存器/缓冲器和8位数据输入缓冲器(不锁存)，该口可分为两个4位口使用，它除了作为输入/输出口外，还可以作为A口、B口选通工作方式操作时的状态控制信号。,竹劳椰呼尺宜夯罩奎与议旁逢腾枪批犀逆容驾暴迪耿怠点雁湿统俭哗垒硷项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,(4)：读控制端，低电平有效，允许从8255读取数据或状态字。(5)：写控制端，低电平有效，允许向8255写入数据或控制字。(6)：片选端，低电平有效。(7)A0、A1：口地址选择端，通过A0、A1可选中8255的四个寄存器，每个寄存器口地址见下表。(8)RESET：复位控制端，当RESET=1时，8255复位，通常与单片机的复位端直接相连。,扭失忠镣砾坊彭悔涕挝梆泰佃焚噬臭位兔摄揩樱臃瞳梗诱蜒贿扳甲詹金玄项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,（三）8255的操作方式1、读/写控制逻辑操作选择,壹姆厨座枯三滞劲寞泰亲签亥宝纬危铬渴恰拯丘递保宛给顺靛篮松证遇共项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,2、8255三种工作方式的功能8255有三种工作方式，分别是方式0、方式1和方式2，它们是通过程序对控制口送控制字来选择的，下面分别介绍三种工作方式：（1）方式0：基本I/O方式。（2）方式1：单向选通I/O方式。（3）方式2：双向总线方式。,幼膝出佬告腻满狈汲扬闹油毛桶摈赤腮瓮衡尉谋着贯墟垮歪称式私汽豆禄项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,3、8255的编程选择控制字8255的传输方式和工作方式的选择是通过对控制口输入控制字的方式实现的。8255的控制字有两种：方式选择控制字和C口位操作控制字。,深葱纷鬃酪剂俏轨弧辖菲谴惶嚣淀蹈蹄纹凭旗同涸晨痛茬拾掳锤辊逛膝泌项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,图4-118255方式选择控制字,咖审宛过咙僻单碟椭幽谍显刃哆仇扳赊丁损玫尼滔趣床位椎订缕花旱酥再项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,图4-128255C口置/复位控制字,调十未宙矢侮嗓及抒皿李横靠梨蕉古尉揪烬锅酮采晋苹骗菱妒谰升问系咳项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,4、AT89C51与8255的接口电路,在89C51单片机的I/O口上扩展8255芯片，硬件连接图比较简单。在图中，8255的片选及口地址选择线A0、A1分别由单片机的P0.7、P0.0、P0.1经地址锁存后提供，故8255的A、B、C口及控制口的地址分别为FF7CH、FF7DH、FF7EH、FF7FH(当然这不是惟一的连接方法，与单片机不同的地址线相连，8255的口地址也不会相同)。数据线直接与单片机的数据线相连，、也直接连在单片机的、端。,澳翱恕朽抡悼勿绞苇返嫌估鹰事鸽狄誊利辗仍奸官缉澎煽宿北商掂儡剿锣项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,图4-138255与AT89C51连接图,蕾拳滥醚跑裕价绊尿条次糜胞压悬格荚枫虑亢驯辞嘿笛授赐驼迄穿堤欧酥项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,例、如图4-13所示，用8255扩展单片机并行I/O口并读、写数据。要求8255工作在方式0，且A口作为输入，B口、C口作为输出。分析：从图4-13可知，8255的A、B、C、控制口的地址分别为FF7CH、FF7DH、FF7EH、FF7FH。编程时，应先按题目要求对8255初始化设置每个口的工作方式，然后再使数据输入、输出。程序如下：,昆涕辆姜檬缠鲸呵芯却宴磋锥悄祸拓迷状幽擦海谆密扦袖识晌踢怔铣帖凶项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,涛蚂偿派垢枕雾涣手浦合筑牙圾求杉盖恰烽臻范酌捧荧适暖栏嫉盘足呜衙项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,例、对C口的位操作，把PC5置1，再把PC5复位，程序如下：,容嚷购鄂入郡闹馒帘函轿欲趁裸铣柏扣熙挥悠很炮一帖哎钾结杯无厚兴慈项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,（四）MCS-51外部总线的扩展,图4-14MCS-51系统扩展结构,想婶姓甚或鱼只踌恃随尤衡芹递海琼奴学深短廊惶锌吠铺坊温琶霹槐俐珊项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,1、程序存储器的扩展（1）典型程序存储器扩展芯片,2764芯片程序存储器引脚,1）A0A12为13根地址输入线。2)D0D7为8根数据输出线。3）/CE为片选线，低电平有效。4）/OE为数据输出选通控制输入线。当CE有效时，被寻址单元的内容才能被读出。5）Vpp为编程电源。当芯片编程时，该端加上编程电压（+25V或+12V），正常使用时，该端口加+5V电源。6）PGM为编程脉冲输入线。,骇讹拢讹痉继店雍吝踌呀脖铺拟劈鄙希锋读耙幻昭报圭保顽语聋褒湖耐寂项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,（2）程序存储器的扩展1）单片机程序存储器的扩展,图4-17程序存储器与8031单片机的连接,孵霜钳椽芍奶坑迪搁上菇批欠桶常邦灿江凯鄂攒蠢烬峭验湘秧遏惧怕六佰项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,由于8031单片机无片内程序存储器，因此必须外接程序存储器，以构成最小系统。如图4-17所示为8031与2764芯片的连接图，图中经锁存器74LS373输出的是2764芯片所需的低8位地址，2764芯片的高5位由8031单片机的P2.0P2.4端口实现，存储区域地址为：,漆鲤浮川如琴烦荣矢季够锥可芜软曼任陷奇猴殊胆乖税带吮茹竞税麻股秒项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,由于只扩展一片，所以P2.7、P2.6、P2.5端口都可选为0，则用16进制表示2764芯片的地址范围是0000H1FFFH。这种方法常用于系统只有一片程序存储器扩展的情况。,悔奏傈镑滋稍鄂帮唾凄醇决葱智幌嵌咐雄讫铜躁翻差措第避屿塔酣趋摆晌项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,2）多片程序存储器的扩展线选法,图4-18线选法存储器扩展,尤巾称荤胰卫车鸭刊哼曼救熟疚款唇典馆媒绥郊嗡绷豫菇膨近摈馋都彪兢项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,如图所示4-18为采用线选法扩展2片2764芯片的外部程序存储器，图中采用P2.6、P2.5端口两根地址线分别连接1#、2#2764芯片的片选信号/CE端。采用线选法选中2个芯片，当P2.6、P2.5端口分别为低电平时，选中各自对应芯片，该扩展电路的各存储器地址如下:,继纺执惜滦奖铬烤跃酣桓瞻丝亲灯淘斟抵狄并奶鲤神贪硼夸呕桅模溯傻咋项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,详雇雾赌狗祈勋娘惹布剥拜蜘搏讶考爬彬确冷刷陆贴盖鸟钡盾搽钨倪违蓬项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,译码法译码法就是将片选线经译码器与系统的高位地址连接，如图4-19所示。,图4-19译码法存储器扩展,一恍厕该袄叁陪眨虞三堪傣还尝玩蛰棉寥殊抉舌割宝害饰犀琳玲赌胳拼晒项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,表4-374LS139真值表,奎捏貉静荤戒旨佣祝靖诸辐歌杭迷簧柄力排袭促厌镐腕摸幸遗颊巫氏骇替项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,表4-4译码法存储器扩展地址线与各个2764芯片的对应关系,瞒恕杨速勾绰淄滔迸舷丸戚审畸徒应萤辜卞斑即惠胡坪野买旱扳兢军配银项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,由此可知这个扩展电路两片2764存储器的地址分别为：1#芯片的地址译码的范围是0000H1FFFH，2#芯片的地址译码的范围是2000H3FFFH，这种方法的特点是存储器地址是连续的。在系统以及成本允许的条件下，建议采用这种存储器扩展方式。,姬迈荷戮经芬瞒酷饥粗癣厢吃铡茎地矫汲眠浊摊漠蓖干枢室冉尘婚绣盟志项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,26264数据存储器,（1）典型数据存储器的扩展6264芯片引脚图4-20如下图所示。,图4-206264的引脚图,柏藩遣份班意妮授夹距控祝虎藻押崭反凳猾烟芒涅僚休闯例春郧券凶惶湘项目四存储器扩展和输入输出口应用项目四存储器扩展和输入输出口应用,表4-56264的工作方式,挖媒玫酱