第5章 MCS-51系统扩展(2)

单片机原理与应用技术教学课件,第5章MCS-51系统扩展,本讲重点：片外RAM与片外ROM扩展（参考范例应用）;简单I/O扩展（选用锁存器与驱动器）;扩展8255、8155（初始化,电路及应用）;,第四节IO口的扩展技术,要点1）简单的IO口扩展方法2）使用8255扩展I/O端口方法3）使用8155扩展I/O端口方法,扩展时注意：,(1)在MCS-51中，扩展的IO口采用与数据存储器相同的寻址方法。I0口均与片外RAM统一编址，任何一个扩展的I/O芯片根据地址线的选择方式不同，占用一个或多个片外RAM的地址，且不能与片外RAM的地址发生冲突。(2)对片外IO口的输入输出操作指令与访问片外RAM的指令相同。,(3)扩展I/O口的硬件相依性。不同I/O芯片，其电气特性也不同，在扩展时必须充分考虑与之连接的外设硬件电路的特性，如驱动功率、电平、干扰抑制及隔离等。(4)扩展I/O口的软件相依性。由于不同I/O芯片具有不同的操作方式，因而应用程序也有所不同，如入口地址、初始状态、工作方式选择等均有差别。(5)注意P0、P1、P2、P3口的驱动能力。,一、简单的IO口扩展,在许多应用系统中，有些开关量或并行数据需要直接输入输出，可以利用74LS系列TTL或CMOS电路锁存器、三态门电路作为IO口扩展芯片，这种IO口一般都是通过P0口扩展，它具有电路简单、成本低、配置灵活等优点。可以作为8位IO扩展的芯片主要有373、377、244、245、273、367等，,作输入口时，一定要求扩展的芯片具有三态功能，否则将影响总线的正常工作。输入电路：要求有缓冲功能；如：74LS24474LS245输出电路：要求有锁存功能；如：74LS27374LS373,例如：采用74LS244作扩展的输入接口电路，74LS273作扩展的输出接口电路。,输入输出都是在P2.0为0时有效，故P2.0作为74LS273和74LS244芯片的地址信息输出线。两个芯片的地址均可以是FEFFH。由于控制线和相互独立，尽管输入/输出口共用一个口地址，但不会发生地址冲突。,除了P2.0以外均取1，则扩展的输入输出口地址写成16进制数均为：FEFFH电路的功能是：按下某键，对应的LED发光。其程序为：MOVDPTR，#0FEFFHLP：MOVXA，DPTR；由244读入开关状态数据MOVXDPTR，A；送273驱动LEDSJMPLP,二、可编程I/O接口电路扩展,可编程接口芯片可以由CPU通过程序控制，实现不同的接口功能。使用灵活方便，不需要或只需很少辅助电路就可以与处理器和外设连接。8255A：可编程并行I/O接口7279：可编程键盘显示器接口8155：带RAM、可编程定时器、可编程并行I/O接口芯片,三、使用8255A扩展I/O端口,1、8255A引脚功能2、8255A的内部结构3、8255A的工作方式选择4、8255A的控制字5、8255A的状态字6、8255A应用举例,（一）8255A引脚功能,40引脚DIP封装。注意VCC与GND引脚的位置。,引脚功能,1）电源线：Vcc和GND.2）并行I/O总线（24条）：PA7PA0：A口输入/输出线PB7PB0：B口输入/输出线PC7PC0：C口输入/输出线通常，A口B口作为数据输入输出端口；C口作为控制/状态信息端口。,3）数据总线D7D04）控制总线RESET：复位线，高电平有效；/CS：片选信号，低电平有效；/RD、/WR读写命令线：低电平有效；A0、A1：地址输入线,用于选中A口,B口,C口和控制寄存器。,8255控制信号功能、地址表,（二）8255的内部结构,A口,C口高四位,B口,C口低四位,A组控制器,B组控制器,数缓冲据器,读制写逻控辑,PA7-0,PB7-0,PC7-4,PC3-0,D7-D0,/RD/WRA0A1RESET/CS,（二）8255的内部结构,由四部分组成1）A口，B口和C口；2）A组控制器，B组控制器；3）数据缓冲器；4）读写控制器。,A组控制器，B组控制器。接收CPU发送的控制字并确定8255的工作模式。其中：A组控制器控制A口和C口的高4位;B组控制器控制B口和C口的低4位。数据缓冲器。双向8位，用于传送CPU与8255之间的数据和控制字。读写控制逻辑。接收CPU送来的读（/RD）,写（/WR）和片选（/CS）等信号，用于对8255的读写控制。,（三）8255A工作方式选择,方式0、方式1、方式21、工作方式0基本的输入/输出方式，不需联络信号。作为数据输出口时，输出数据被锁存作为输入口时，输入数据不被锁存,（三）8255A工作方式选择,2、工作方式1选通工作方式，A、B、C口分为两组A组：A口和C口高4位B组：B口和C口低4位A口可设置为输入或输出口，C口高4位用作输入/输出操作的控制和同步信号B组类似。3、工作方式2双向传送方式，只有PA口工作于此方式。,三种方式中只有方式0用得最多且最容易使用。基本输入/输出方式就是简单输入/输出方式。,方式1和方式2使用复杂。因单片机能自动提供各种应答信号，这两种方式已很少用于单片机系统。,8255A的工作模式,（四）8255的控制字,8255有两个控制字：方式控制字C口置/复位控制字两者以控制字的最高位D7来区别=1表明为“方式控制字”,=0表明为C口置/复位控制字；,1、方式控制字用于设定8255A的工作模式。确定三个端口的输入或输出等；,标志位A组方式选择A口C口高4B组方式B口C口低4,方式选择控制字：,例1：设8255A的地址为：4000H4003H，A口工作于方式1，作为数据输入口；B口工作于方式1，作为输出口；PC7PC4为输出，PC0PC3为输入。,MOVDPTR，#4003HMOVA，#0B5H；95H=10110101bMOVXDPTR，A,标志位A组方式选择A口C口高4B组方式B口C口低4,2、C口按位操作控制字使C口各位在模式1，2时单独置位或复位，以实现某些控制功能。如：设置或清除A口、B口的中断允许位等。D3D1:C口选择位。三位二进制数（000111），确定C口中8个位（D7D0）中的某一位。D0:置复位控制位。D0=0时，复位；D0=1时，置位。,标志位=0D6-D4位不用C口位选择位置复位控制位,例2：设8255A的地址为：4000H4003H，试将PC3置位和PC4复位。,程序为：MOVDPTR，#4003hMOVXDPTR，AMOVA，#08h,标志位=0D6-D4位不用C口位选择位置复位控制位,MOVA，#07h,MOVXDPTR，A,（五）8255A的状态字,当8255A设定为模式1、模式2时，可以通过读C口获得相应的“状态字”，以便了解8255A的工作状态。,（六）8255A应用举例,设8255A工作在方式0，且A口输入，接收按键信息，C口作为输出口，控制LED发光二极管显示。当有按键按下时，相应的发光二极管点亮，并延时一段时间。A口：FF7CHB口:FF7DHC口:FF7EH控制口：FF7FH,（六）8255A应用举例,/RD/WRP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0ALE89C51,D7Q7D6Q6D5Q5D4Q4D3Q3D2Q2D1Q1D0Q074LS373G/E,/RD/WRRESET/CSPC口8255AA1A0PB口D7D6D5D4D3D2PA口D1D0,设8255A方式0，且A口输入，B、C口输出。,/CS=FF7XH,A口：FF7CHB口:FF7DHC口:FF7EH,控制口：FF7FH,ORG0000HAJMPMAINORG0030HMAIN:MOVA,#90H;方式0，A口输入，B