MCS_51单片机扩展技术PPT演示课件

,第七章MCS-51单片机扩展技术,MCS-51单片机I/O口结构及应用，独立式键盘和矩阵式键盘接口技术，LED数码管显示器接口技术，模数换器（ADC）和数模转换器（DAC）接口技术。,7.1I/O口扩展技术,7.2键盘和显示器接口技术,7.3A/D、D/A转换接口技术,7.1I/O口扩展技术,7.1.1MCS-51单片机I/O口结构,7.1.2MCS-51单片机I/O口扩展,7.1.1MCS-51单片机I/O口结构,P0口结构P1口结构P2口结构P3口结构MCS-51单片机I/O口的应用,一、P0口结构,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,地址/数据控制线,+5V,P0.0,转换开关,锁存器,作用:1、外扩芯片时，P0口不再做I/O口使用，而是先传送地址，后传送数据。2、没有外扩芯片时，P0口可以直接作为输入口或输出口使用。,P0口直接做输出口时，输出信息的过程（将0送到P0.0的过程),D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,地址/数据控制线,+5V,P0.0,转换开关,锁存器,0,0,0,1,0,注意:P0口做输出口时，内部数据经过锁存器送到P0.0-P0.7上。由于上管始终截止，而当下管也截止时，P00P07被架空，没有标准的高电平，所以P0口作输出口使用时，必须外接上拉电阻。,P0口直接做输入口时，输入信息的过程（将P0.0处的1送入DB0.0的过程),D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,地址/数据控制线,+5V,P0.0,转换开关,锁存器,0,0,1,注意:1、P0口作输入口时，P00P07上的信号经过缓冲器送到内部数据总线上。在读引脚之前，要先将锁存器置1，否则总是读到0。2、CPU对P0口的读操作有2种：读引脚和读-改-写锁存器。,1,当CPU执行MOVA,P0或JB/JNBP0.x，标号时，产生读引脚控制信号，此时读的是引脚的状态。,当CPU执行读改写指令（以端口为目的操作数的ANL、ORL、XRL、DEC、INCSETB、CLR等）时，产生读锁存信号，此时是先读锁存器的状态，在修改之后，送回锁存器保存。,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,+5V,P1.0,锁存器,作用:P1口只能可以直接作为输入口或输出口使用。,二、P1口结构,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,+5V,P1.0,锁存器,P1口直接做输出口时，输出信息的过程（将1送到P1.0的过程),1,0,0,1,注意：P1口做输出口时，内部数据经过锁存器送到P1.0-P1.7上。由于内部有上拉电阻，所以P1口作输出口使用时，不用外接上拉电阻。,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,+5V,P1.0,锁存器,P1口直接做输入口时，输入信息的过程（将P1.0处的0送入DB0.0的过程),0,0,注意:1、P1口作输入口时，P10P17上的信号经过缓冲器送到内部数据总线上。在读引脚之前，要先将锁存器置1，否则总是读到0。2、CPU对P1口的读操作有2种：读引脚和读-改-写锁存器。,当CPU执行MOVA，P1或JB/JNBP1.x，标号时，产生读引脚控制信号，此时读的是引脚的状态。,当CPU执行读改写指令（以端口为目的操作数的ANL、ORL、XRL、DEC、INC、SETB、CLR等）时，产生读锁存信号，此时是先读锁存器的状态，在修改之后，送回锁存器保存。,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,地址控制线,+5V,P2.0,转换开关,锁存器,作用:1、外扩芯片时，P2口不再做I/O口使用，而是传送高8位地址。2、没有外扩芯片时，P2口可以直接作为输入口或输出口使用。,三、P2口结构,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,地址控制线,+5V,P2.0,转换开关,锁存器,P2口直接做输出口时，输出信息的过程（将0送到P2.0的过程),0,0,0,1,0,注意：P2口做输出口时，内部数据经过锁存器送到P2.0-P2.7上。由于内部有上拉电阻，所以P2口作输出口使用时，不用外接上拉电阻。,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,地址控制线,+5V,P2.0,转换开关,锁存器,P2口直接做输入口时，输入信息的过程（将P2.0处的0送入DB0.0的过程),0,0,0,注意:1、P2口作输入口时，P20P27上的信号经过缓冲器送到内部数据总线上。在读引脚之前，要先将锁存器置1，否则总是读到0。2、CPU对P2口的读操作有2种：读引脚和读-改-写锁存器。,当CPU执行MOVA，P2或JB/JNBP2.x，标号时，产生读引脚控制信号，此时读的是引脚的状态。,当CPU执行读改写指令（以端口为目的操作数的ANL、ORL、XRL、DEC、INC、SETB、CLR等）时，产生读锁存信号，此时是先读锁存器的状态，在修改之后，送回锁存器保存。,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,+5V,P3.0,锁存器,第二功能输出,第二功能输入,作用:1、P3口可以直接作为输入口或输出口使用。2、P3口的引脚又具有第二功能。,1当使用单片机内部串行口时，若CPU执行MOVA，SBUF指令，则P3.0(RXD)作为接收信号线，接收由外界串行输入的数据；若CPU执行MOVSBUF，A指令，则P3.1(TXD)作为发送信号线，串行发送数据至外界。2当单片机使用外中断时，P3.2（INT0）作为外中断0的中断请求输入线，3.3(INT1)作为外中断1的中断请求输入线。3当单片机使用定时器，且定时器工作于计数方式时，P3.4（T0）作为定时器0的计数脉冲输入线，P3.5(T1)作为定时器1的计数脉冲输入线。4当单片机外扩RAM或I/O接口芯片时，P3.6（WR）作为RAM或I/O接口芯片的写控制信号，P3.7(RD)作为RAM或I/O接口芯片的读控制信号。当P3口的一些引脚没有作为第二功能使用时，这些引脚就被释放，直接作为I/O口线使用。,四、P3口结构,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,+5V,P3.0,锁存器,第二功能输出,第二功能输入,P3口直接做输出口时，输出信息的过程（将1送到P3.0的过程),1,0,0,1,注意：P3口做输出口时，内部数据经过锁存器送到P3.0-P3.7上。由于内部有上拉电阻，所以P2口作输出口使用时，不用外接上拉电阻。,D,CP,Q,Q,读引脚,读锁存,写控制信号,DB0.0,+5V,P3.0,锁存器,第二功能输出,第二功能输入,0,P3口直接做输入口时，输入信息的过程（将P3.0处的0送入DB0.0的过程),0,注意:1、P3口作输入口时，P3.0P3.7上的信号经过缓冲器送到内部数据总线上。在读引脚之前，要先将锁存器置1，否则总是读到0。2、CPU对P3口的读操作有2种：读引脚和读-改-写锁存器。,当CPU执行MOVA，P3或JB/JNBP3.x，标号时，产生读引脚控制信号，此时读的是引脚的状态。,当CPU执行读改写指令（以端口为目的操作数的ANL、ORL、XRL、DEC、INC、SETB、CLR等）时，产生读锁存信号，此时是先读锁存器的状态，在修改之后，送回锁存器保存。,直接做输出口直接做输入口,在没有外扩任何芯片时，MCS-51单片机内部并行口可以作为输出口，直接与输出外设连接。常用的输出外设是发光二极管。MCS-51单片机内部并行口也可以作为输入口，直接与输入外设连接，常用的输入外设是开关。,例1,例2,例1,例2,五、MCS-51单片机I/O口的应用,直接做输出口,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,89C51,+5V,例1：用89C51的P1口驱动8个发光二极管，使8个发光二极管由左向右轮流点亮。试画出连接图，编制驱动程序。,解：,1、画电路图,2、编程,MOVA,#0FEHUP:MOVP1,ALCALLDLRLASJMPUPDL:MOVR7,#2DL1:MOVR6,#250DJNZR6,$DJNZR7,DL1RET,如果用P0口驱动发光二极管，则如何修改？如果使8个发光二极管由右向左轮流点亮，则如何修改？如果使8个发光二极管闪亮，则如何修改？如果使8个发光二极管由内向外轮流点亮，则如何修改？如果使8个发光二极管由右向左依次点亮，则如何修改？如果使延时时间延长或缩短，会出现什么现象？预习实验并思考：熟悉实验板上与发光二极管有关的电路。编制驱动程序，实现如下操作：由左向右轮流点亮由外向里轮流点亮由右向左依次点亮闪亮,思考题,1、直接做输出口,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,89C51,+5V,例2：用8051的P1口驱动1个数码管，制成1位秒表.试画出连接图，编制驱动程序。,解：,1、画电路图,2、编程,思考,a,b,c,d,e,f,g,Dp,a,b,c,d,e,f,g,Dp,UP0:MOVR7,#10MOVR2,#00HMOVDPTR,#TABUP:MOVA,R2MOVCA,A+DPTRMOVP1,ALCALLD1SINCR2DJNZR7,UPSJMPUP0TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,98H,如果用P2口驱动发光二极管，公共端接P3.0，则如何修改？如果制成0.1S的表，则如何修改？,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,89C51,P3.0,a,b,c,d,e,f,g,Dp,CLRP3.0UP0:MOVR7,#10MOVR2,#00HMOVDPTR,#TABUP:MOVA,R2MOVCA,A+DPTRMOVP2,ALCALLD1SINCR2DJNZR7,UPSJMPUP0TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,82H,0F8H,80H,98H,思考题,2、直接做输入口,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,89C51,+5V,例1：用89C51的P1口传送8个开关状态，用P2口显示8个开关状态，若开关合则对应灯亮，试画出连接图，编制驱动程序。,解：,（1）画电路图,MOVP1,#0FFHUP:MOVA,P1MOVP2,ASJMPUP,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,+5V,开关处的电阻称为上拉电阻，它的作用是当开关断开时，使P3口的电压上拉为准确的高电平，避免悬空状态。,（2）编程,强调：8051内部并行口直接作为输入口时，必须先将口锁存器置1。,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,+5V,如果将发光二极管反接，则如何修改程序？,MOVP1,#0FFHUP:MOVA,P1CPLAMOVP2,ASJMPUP,思考题,2、直接做输入口,89C51,+5V,例2：用8051的P1口驱动8个发光二极管，P3.4接一个开关K1，当开关按下时，8个发光二极管由左向右轮流点亮；开关断开时，8个发光二极管不亮。试画出连接图，编制驱动程序。,解：,（1）画电路图,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,（2）编程,+5V,P3.4,MOVP3,#0FFHUP:MOVA,#0FEHUP1:JBP3.4,UP1MOVP1,ALCALLDLRLASJMPUP1DL:MOVR7,#2DL1:MOVR6,#250DJNZR6,$DJNZR7,DL1RET,在上述程序中，开关必须一直按着，灯才能轮流点亮，当开关断开时，停留在某个灯点亮状态。如果当开关断开时，灯全灭，如何修改程序？如果开关作为启动开关，开关按下并抬起时，灯才开始轮流点亮，则如何编程？预习实验熟悉实验板上与发光二极管和开关有关的电路。编制驱动程序，实现如下操作：（1）读入4个按键并使对应的LED点亮。（2）K1按下LED每2个为一组由右向左依次点亮。（3）K2按下并抬起时，LED由内向外轮流点亮。,P3.2,P3.3,P3.4,P3.5,+5V,思考题,7.1.2MCS-51单片机I/O口扩展,MCS-51单片机内部有4个并行口，当内部并行口不够用时可以外扩并行口芯片。可外扩的并行口芯片很多，分成2类：不可编程的并行口芯片（74LS3734和74LS245）和可编程的并行口芯片（8255）。一、不可编程并行口芯片的扩展二、可编程并行口芯片的扩展,1、74LS373的扩展2、74LS245的扩展,一、不可编程并行口芯片的扩展,（1）74LS373的结构,1、74LS373的扩展,（2）74LS373引脚分布图,（3）74LS373与89C51的连接图,思考题,2片74LS373与89C51的连接图,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,DB,AB,CB,OE,D0,D7,74LS373,AB15,AB0,AB15,LE,+,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0,OE,D0,D7,74LS373,LE,+,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0,计算74LS373的地址（8051送出何种地址码时可以将数送到Q端）P27P26P25P24P23P22P21P20P07P06P05P04P03P02P01P00AB15AB14AB13AB12AB11AB10AB9AB8AB7AB6AB5AB4AB3AB2AB1AB001*10*,AB14,2、74LS245的扩展,（1）74LS245的结构（2）74LS245引脚分布图,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,DB,AB,CB,DIR,B0,B7,74LS245,AB15,AB0,AB15,地址码的计算,E,+,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,计算74LS245的地址（8051送出何种地址码时可以将数由A端传到B端）P27P26P25P24P23P22P21P20P07P06P05P04P03P02P01P00AB15AB14AB13AB12AB11AB10AB9AB8AB7AB6AB5AB4AB3AB2AB1AB00*,（3）74LS245与89C51的连接图,思考题,2片74LS245与89C51的连接图,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,DB,AB,CB,DIR,B0,B7,74LS245,AB15,AB0,AB15,E,+,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,DIR,B0,B7,74LS245,E,+,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,计算74LS245的地址P27P26P25P24P23P22P21P20P07P06P05P04P03P02P01P00AB15AB14AB13AB12AB11AB10AB9AB8AB7AB6AB5AB4AB3AB2AB1AB001*10*,AB14,1、8255的结构2、8255的引脚3、8255的工作方式4、8255的控制字5、8255的应用,二、可编程并行口芯片的扩展（8255）,1、8255的结构,1、8255的结构,8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系统总线连接的界面，输入/输出的数据，CPU的编程命令以及外设通过8255A传送的工作状态等信息，都是通过它来传输的。,1、8255的结构,读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传输过程。它接收片选信号及系统读信号、写信号、复位信号RESET，还有来自系统地址总线的口地址选择信号A0和A1。,1、8255的结构,这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式的电路，这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据CPU送来的编程命令来控制8255A的工作方式，也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置/复位的操作。,A组控制电路用来控制A口及C口的高4位。B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。,1、8255的结构,A口是一个独立的8位I/O口，它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。,C口可以看作是一个独立的8位I/O口；也可以看作是两个独立的4位I/O口。也是仅对输出数据进行锁存。,B口也是一个独立的8位I/O口，仅对输出数据的锁存功能。,2、8255的引脚,数据总线缓冲器,读写控制逻辑,A组控制,B组控制,口A,口C高4,口C低4,口B,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,PA0PA7,PB0PB7,PC4PC7,PC0PC3,2、8255的引脚,数据总线缓冲器,读写控制逻辑,A组控制,B组控制,口A,口C高4,口C低4,口B,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,PA0PA7,PB0PB7,PC4PC7,PC0PC3,D0-D7：8位，双向，三态数据线，用来与系统数据总线相连。,RD：读信号，输入，控制8255将数据或控制信息送到CPU。,WR：写信号，输入，控制CPU将数据或状态信息送到8255A。,CS：片选，输入，用来决定芯片是否被选中。,A1，A0：内部口地址的选择，输入。这两个引脚上的信号组合决定对8255A内部的哪一个口或寄存器进行操作。,RESET：复位信号，高电平有效，输入，用来清除8255A的内部寄存器，并置A口，B口，C口均为输入方式。注意：8255工作之前，硬件上必须先复位，使8255内部的各个部件处于待命状态。,8255A的操作功能表,2、8255的引脚,数据总线缓冲器,读写控制逻辑,A组控制,B组控制,口A,口C高4,口C低4,口B,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,PA0PA7,PB0PB7,PC4PC7,PC0PC3,PA0PA7：A组数据信号，用来连接外设。,PB0PB7：B组数据信号，用来连接外设。,PC0PC7：C组数据信号，用来连接外设或者作为控制信号。,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,DB,AB,CB,AB0,AB15,AB12,AB1,AB0,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,AB15,8255,PA0PA7,PC0PC7,PB0PB7,各端口地址码的计算,89C51送出何种地址码时选中端口P27P26P25P24P23P22P21P20P07P06P05P04P03P02P01P00AB15AB14AB13AB12AB11AB10AB9AB8AB7AB6AB5AB4AB3AB2AB1AB0口A0*00口B0*01口C0*10控制0*11,8255与89C51的连接图,WR、RD、CS、A1、A0这几个信号的组合决定了8255A的所有具体操作：,8255的逻辑功能表,3、8255的工作方式,8255A有三种工作方式：方式0：简单输入/输出-查询方式；A，B，C三个端口均可。最为常用。方式1：选通输入/输出-中断方式；A，B，两个端口均可。方式2：双向输入/输出-中断方式。只有A端口才有。注意：工作方式的选择可通过向控制端口写入方式控制字来实现。,方式0为一种简单的输入/输出方式，没有规定固定的应答联络信号，可用A，B，C三个口的任意一位充当查询信号，其余I/O口仍可作为独立的端口和外设相连。即：PA0PA7，PB0PB7，PC0PC7均可作为I/O线使用，没有限制一定传送什么信号；口A、口B、口C高4位和口C低4位可以分别设定为输入口或输出口。方式0的应用场合有两种：一种是无条件传送；一种是查询传送。,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,8255,PA0PA7,PC0PC7,PB0PB7,+5V,STB,BUSY,微型打印机,D0D7,（1）方式0,（2）方式1,方式1是一种选通I/O方式，A口和B口仍作为两个独立的8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输出。而C口则要有6位(分成两个3位)分别作为A口和B口的应答联络线，其余2位仍可工作在方式0，可通过编程设置为输入或输出。即：口A和口B作为数据口使用；口分成C高4位和口C低4位，分别配合口A和口B工作，此时口C高4位和口C低4位分别作为口A和口B的状态口，口C的某些引脚规定为传送状态信号，不能作I/O口线使用，传送任意信号。方式1主要用于中断应答式数据传送，也可用于连续查询式数据传送。输入和输出时8255与外围设备的连接方式不同，数据传送过程也不同。,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,8255,PA0PA7,PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7,PB0PB7,+5V,STB,BUSY,微型打印机,D0D7,A、B通道工作于方式1时引脚规定,当A、B通道作为输入通道时，PC0PC7的功能分配如图a所示。STB为外设向8255提供的输入选通信号，当外设数据准备好，并稳定在数据线后，向输入低电平信号，8255必须在收到的下降沿后，才把数据线上外围设备的信息输入端口锁存器。IBF为端口锁存器满/空标志线。IBF有效，表明输入缓冲器已满。IBF是8255向外设输出的信号，高电平表示端口缓冲器已满，等待CPU读取，只有在CPU读取之后，上升沿使IBF为低电平，表示数据已读完，才允许外设继续送数。INTR为中断请求信号。高电平有效，由8255发出。在中断允许的条件下，当=1和IBF=1时，INTR被置1，发出中断请求。,当A、B通道作为输出通道时，PC0PC7的分配如图b所示。OBF为输出缓冲器已满标志，也是8255向外设输出的信号，低电平有效，表示CPU已将数据装入8255端口的输出缓冲器中，通知外设可以取数。CPU向8255写入数据后，在WR的上升沿时使OBF变为低电平。ACK为外设向8255提供的输入应答信号，外设把端口数据取走之后，为低电平，表示外设已取走数据，CPU可以再送新的数据。,（3）方式2,方式2为双向选通I/O方式，只有A口才有此方式。这时，C口有5根线用作A口的应答联络信号，其余3根线可用作方式0，也可用作B口方式1的应答联络线。方式2就是方式1的输入与输出方式的组合，各应答信号的功能也相同。而C口余下的PC0PC2正好可以充当B口方式1的应答线，若B口不用或工作于方式0，则这三条线也可工作于方式0。按方式2工作时，A口既可工作于查询方式，又可工作于中断方式。A通道工作于方式2时PC0PC7的功能,A通道工作于方式2时PC0PC7的功能,当A通道工作于方式2时，PC0PC7的功能分配如图所示。图中各功能的含义与工作方式1时的含义一样。由于只有A通道才能工作于方式2，所以所有的应答联络线都是与A通道配合的。8255的C口专用功能见下表：,8255的控制字存于控制字寄存器中。8255有2个控制字：方式控制字和口C按位置/复位控制。（1）方式控制字方式控制字决定了8255的工作方式。8255工作之前软件上必须初始化，即将方式控制字写入控制字寄存器中，以指定端口的工作方式。（2）C口的按位置/复位控制字只有C口才有，它是通过向控制口写入按指定位置位/复位的控制字来实现的。C口的这个功能可用于设置方式1的中断允许，可以设置外设的启/停等。（3）8255的初始化8255是可编程的接口芯片，在使用8255之前，硬件上必须复位，即给RESET端送一个高电平；软件上必须初始化，即向8255写入方式控制字，以确定8255的工作方式。,4、8255的控制字,（1）方式控制字,标志位,D7,A组控制,D6,A口,D5,C口高4,D4,B组控制,D3,A组控制,D2,B口,D1,C口低4,D0,D7：标志位。D7=1D6、D5：A组工作方式选择。00口A和口C高4工作于方式001口A和口C高4工作于方式11口A工作于方式2D4：D4=0口A为输出口；D4=1口A为输入口。D3：D3=0口C高4为输出口；D3=1口C高4为输入口。D2：B组工作方式选择。0口B和口C低4工作于方式01口B和口C低4工作于方式1D1：D1=0口B为输出口；D4=1口B为输入口。D0：D0=0口C低4为输出口；D3=1口C低4为输入口。,方式控制字决定了8255的工作方式。8255工作之前软件上必须初始化，即将方式控制字写入控制字寄存器中，以指定端口的工作方式。8255A的控制字格式与各位的功能如图所示。,例某系统要求使用8255A的A口方式0输入，B口方式0输出，C口高4位方式0输出，C口低4位方式0输。解：控制字为：10010001即91H初始化程序为：MOVA，#91HMOVDPTR,#0023HMOVXDPTR,A,（2）C口按位置/复位控制字,口C按位置/复位控制字只有C口才有，它是通过向控制口写入按指定位置位/复位的控制字来实现的。C口的这个功能可用于设置方式1的中断允许，可以设置外设的启/停等。8255A的口C按位置/复位控制字格式与各位的功能如图所示。,标志位,D7,*,D6,*,D5,C口,D4,引脚,D3,*,D2,选择,D1,置1/清0,D0,D7：标志位。D7=0D6、D5、D4：未使用。D3、D2、D1：C口引脚选择。000选中PC0001选中PC1010选中PC2011选中PC3100选中PC4101选中PC5110选中PC6111选中PC7D0：D0=0选中的C口引脚输出0，D0=1选中的C口引脚输出1。,例：PC6置1，其余位不变解：控制字为：00001101即0DH写入口C按位置/复位程序为：MOVA，#0DHMOVDPTR,#0023HMOVXDPTR,A,8255是可编程的接口芯片，在使用8255之前，硬件上必须复位，即给RESET端送一个高电平；软件上必须初始化，即向8255写入方式控制字，以确定8255的工作方式。例如：用8255作接口芯片，控制24个发光二极管。在编写驱动程序时，程序的前面一段8255的初始化程序。根据题意初始化程序如下：MOVDPTR，#2003HMOVA，#80HMOVXDPTR，A例设8255的地址为80FCH-80FFH，如果8255的PA0-PA7接1个数码管，PC3接一个蜂鸣器，PC4接一个开关，试对8255初始化。例某系统要求使用8255A的A口方式0输入，B口方式0输出，C口高4位方式0输出，C口低4位方式0输入。练习：设8255的口地址为4000H-4003H，口A、口B、口C均为输入方式，方式0，试对8255初始化。,MOVDPTR，#80FFHMOVA，#88HMOVXDPTR，A,MOVDPTR，#80FFHMOVA，#88HMOVXDPTR，A,MOVDPTR，#80FFHMOVA，#88HMOVXDPTR，A,（3）8255初始化,当单片机内部并行口不够用时，常常外扩8255芯片。下面举例说明8255与外设的连接以及驱动程序的编制。,流水灯,计数器,5、8255的应用,例用8255作接口实现如下功能：24个发光二极管轮流点亮。,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,AB,CB,AB0,AB15,AB12,AB1,AB0,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,AB15,8255,PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7,PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7,PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7,程序,流水灯,MOVDPTR,#0003HMOVA,#80HMOVXDPTR,AUP2:MOVR6,#3UP1:MOVR7,#8MOVA,#01HMOVDPTR,#0000HUP0:MOVXDPTR,ALCALLD2SRLADJNZR7,UP0MOVA,#00HMOVXDPTR,AINCDPTRDJNZR6,UP1SJMPUP2,口地址的计算：口A：0000H口B：0001H口C：0002H控制字寄存器：0003H方式控制字：10000000B,流水灯程序,例用8255作接口实现如下功能：开关K按下并抬起时，2个数码管的显示加1。,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,AB,CB,AB0,AB15,AB12,AB1,AB0,D0D7,RD,WR,CS,A0,A1,RESET,AB15,8255,PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7,PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7,PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7,程序,b,c,d,e,f,g,a,b,c,d,e,f,g,a,+5V,K,计数器,计数器程序,MOVDPTR,#0003HMOVA,#81HMOVXDPTR,AMOVR3，#0MOVR4，#0,口地址的计算：口A：0000H口B：0001H口C：0002H控制字寄存器：0003H方式控制字：10000001B,UP2:MOVDPTR,#0000HMOVA,R3MOVXDPTR,AMOVDPTR,#0001HMOVA,R4MOVXDPTR,AMOVDPTR,#0002HUP0:MOVXA，DPTRJNZUP0UP1:MOVXA，DPTRJZUPINCR3CJNER3,#10,UP2MOVR3,#0INCR4CJNER4,#10,UP2MOVR4,#0SJMPUP2,返回,7.2键盘和显示器接口技术,7.2.1键盘接口技术,7.2.2显示器接口技术,一、键盘类型二、非编码键盘与单片机的接口三、矩阵非编码键盘与单片机的接口,键盘是单片机控制系统最常用、最简单的输入设备。用户可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机通信。,7.2.1键盘接口技术,一、键盘类型,单片机控制系统键盘有编码键盘和非编码键盘两种。1、编码键盘除了键开关外，还有专门的硬件电路，用于识别闭合键并产生键代码。不仅如此，编码键盘一般还有去键抖动电路和防串键保护电路等。这种键盘的优点是所需软件简短，但硬件电路较复杂，价格较昂贵。目前在单片机控制系统中使用不多。2、非编码键盘仅由键开关组成，其它工作如键识别、键代码的产生、去抖动等，不是由硬件完成而是由软件完成的。为了简化硬件电路，降低成本，目前单片机控制系统中大多数采用非编码键盘。非编码键盘的键开关可以排列成线性形式或矩阵形式，因此非编码键盘有线性非编码键盘和矩阵非编码键盘两种。,单片机控制系统所用的键盘有编码键盘和非编码键盘两种。1、编码键盘除了键开关外，还有专门的硬件电路，用于识别闭合键并产生键代码。不仅如此，编码键盘一般还有去键抖动电路和防串键保护电路等。这种键盘的优点是所需软件简短，但硬件电路较复杂，价格较昂贵。目前在单片机控制系统中使用不多。2、非编码键盘仅由键开关组成，其它工作如键识别、键代码的产生、去抖动等，不是由硬件完成而是由软件完成的。为了简化硬件电路，降低成本，目前单片机控制系统中大多数采用非编码键盘。非编码键盘的键开关可以排列成线性形式或矩阵形式，因此非编码键盘有线性非编码键盘和矩阵非编码键盘两种。,一、键盘类型,单片机控制系统所用的键盘有编码键盘和非编码键盘两种。1、编码键盘除了键开关外，还有专门的硬件电路，用于识别闭合键并产生键代码。不仅如此，编码键盘一般还有去键抖动电路和防串键保护电路等。这种键盘的优点是所需软件简短，但硬件电路较复杂，价格较昂贵。目前在单片机控制系统中使用不多。2、非编码键盘仅由键开关组成，其它工作如键识别、键代码的产生、去抖动等，不是由硬件完成而是由软件完成的。为了简化硬件电路，降低成本，目前单片机控制系统中大多数采用非编码键盘。非编码键盘的键开关可以排列成线性形式或矩阵形式，因此非编码键盘有线性非编码键盘和矩阵非编码键盘两种。,一、键盘类型,二、非编码键盘与单片机的接口,线性非编码键盘的键开关排成一行或一列的形式，它与单片机的接口电路如图所示：,K1,K2,K3,K4,P1.1,P1.0,P1.2,P1.3,89C51,+5V,键处理程序如下：MOVP1,#0FFHUP1:MOVA,P1;读I/O口状态ANLA,#0FH;屏蔽无用位CJNEA,#0FH,NEXT1;有闭合键？SJMPUP1NEXT1:LCALLD10ms;延时10ms去抖动MOVA,P1;再读I/O口状态ANLA,#0FHCJNEA,#0FH,NEXT2;有闭合键？SJMPUP1NEXT2:JBP1.0,NEXT3;K1按下？LCALLK1;K1键处理程序NEXT3:JBP1.1,NEXT4;K2按下？LCALLK2;K2键处理程序NEXT4:JBP1.2,NEXT5;K3按下？LCALLK3;K3键处理程序NEXT5:JBP1.3,UP1;K4按下？LCALLK4;K4键处理程序LJMPUP1,线性非编码键盘的工作原理：当键未被按下时，与此键相连的I/O线获得高电平；当键被按下时，与此键相连的I/O线获得低电平，单片机只要读取I/O口状态，就可以获取按键信息，识别有无键按下和哪个键被按下。,例：某单片机控制系统，P1口接有8发光二极管，P3.0、P3.1、P3.2、P3.3接有4个开关K1、K2、K3、K4，试画出接口电路，并编程使得当K1按下时8个发光二极管全亮；当K2按下时8个发光二极管闪亮；当K3按下时8个发光二极管由左向右点亮；当K4按下时8个发光二极管全灭。,K1,K2,K3,K4,P3.1,P3.0,P3.2,P3.3,89C51,+5V,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,程序,MOVB,#01HMOVP3,#0FFHMOVP1,#00HUP1:MOVA,P3ANLA,#0FHCJNEA,#0FH,NEXT1SJMPUP1NEXT1:LCALLD10msMOVA,P3ANLA,#0FHCJNEA,#0FH,NEXT2SJMPUP1NEXT2：JBP3.0,NEXT3LCALLK1NEXT3:JBP3.1,NEXT4LCALLK2NEXT4:JBP3.2,NEXT5LCALLK3NEXT5:JBP3.3,UP1LCALLK4LJMPUP1,子程序K1：MOVP1，#0FFHRETK2：MOVP1，#0FFHLCALLD2SMOVP1，#00HLCALLD2SRETK3：MOVP1，BLCALLD2SMOVA，BRLAMOVB，ARETK4：MOVP1，#00HRET,三、矩阵非编码键盘与单片机的接口,1、矩阵键盘结构,2、矩阵键盘工作原理,行线P14P17为输出，列线P10P13为输入。CPU先使第一行（P14）为“0”，其余行为“1”。读输入口P10P13的状态，若输入缓冲器的状态全部为“1”，则表示所在行无键按下；若输入缓冲器不全为“1”，说明所在行有键按下，CPU停止当前行线扫描，转入到列线扫描，列线P10P13为“0”状态的列表示对应列有键按下。这样，行线与列数交叉键就是扫描到的按键。,3、键盘扫描方式,程控扫描方式：CPU从执行程序就开始了键盘的扫描，等待来是键盘的命令。定时扫描方式：在程序初始化时，先对定时/计数器