并行口扩展技术课件

1、并行口扩展技术第七章第七章 MCS-51MCS-51并行口的扩展并行口的扩展 MCS51单片机内部有单片机内部有4个并行口，当内部并行口不够用个并行口，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（类：不可编程的并行口芯片（74LS3734和和74LS245）和可编）和可编程的并行口芯片（程的并行口芯片（8255）。）。 7.1 不可编程并行口芯片的扩展不可编程并行口芯片的扩展 7.2 可编程并行口芯片的扩展可编程并行口芯片的扩展 并行口扩展技术7.1.1 74LS373的扩展的扩展7.1.2

2、74LS245的扩展的扩展 7.1 不可编程并行口芯片的扩展不可编程并行口芯片的扩展 并行口扩展技术1、 74LS373的结构的结构2、 74LS373的引脚的引脚3、 74LS373与与89C51的连接的连接7.1.1 74LS373的扩展的扩展D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE1174LS373DCPQDCPQDCPQDCPQDCPQDCPQDCPQDCPQD0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1QQ3Q4Q5Q6Q7LEOE并行口扩展技术ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P

3、0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBOED0D774LS373AB15AB0AB15LE+Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 计算计算74LS373的地址（的地址（8051送出何种地址码时可以将数送到送出何种地址码时可以将数送到Q端端） P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12 AB11 AB10 AB

4、9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2 AB1 AB0 0 * * * * * * * * * * * * * * *并行口扩展技术ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBOED0D774LS373AB15AB0AB15LE+Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0OED0D774LS373LE+Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 计算计算7

5、4LS373的地址（的地址（8051送出何种地址码时可以将数送到送出何种地址码时可以将数送到Q端端） P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12 AB11 AB10 AB9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2 AB1 AB0 0 1 * * * * * * * * * * * * * * 1 0 * * * * * * * * * * * * * *AB14并行口扩展技术1、 74LS245的结构的结构2、 74LS245的引脚的引脚3、 74LS24

6、5与与89C51的连接的连接7.1.2 74LS245的扩展的扩展B0A0B1A1B2A2B3A3B4A4B5A5B6A6B7A7+EDIREA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108031D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D6

7、17Q616D718Q719OE1LE1174LS373P00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07AB0AB1AB2AB3AB4AB5AB6AB7AB8AB9AB10AB11AB12AB13AB14AB15P00P01P02P03P04P05P06P07A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR174LS245123A并行口扩展技术ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P

8、2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBDIRB0B774LS245AB15AB0AB15E+A7 A6 A5A4 A3 A2 A1A0 计算计算74LS245的地址（的地址（8051送出何种地址码时可以将数由送出何种地址码时可以将数由A端传到端传到B端端） P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12 AB11 AB10 AB9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2

9、AB1 AB0 0 * * * * * * * * * * * * * * *并行口扩展技术ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBDIRB0B774LS245AB15AB0AB15E+A7 A6 A5A4 A3 A2 A1A0DIRB0B774LS245E+A7 A6 A5A4 A3 A2 A1A0 计算计算74LS245的地址的地址 P27 P26 P25 P24 P23 P

10、22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12 AB11 AB10 AB9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2 AB1 AB0 0 1 * * * * * * * * * * * * * * 1 0 * * * * * * * * * * * * * *AB14并行口扩展技术7.2.1 8255的结构的结构7.2.2 8255的引脚的引脚7.2.3 8255的工作方式的工作方式7.2.4 8255的控制字的控制字7.2.5 8255的应用的应用 7.2 可编程并行口芯片的扩展（可编程并行口芯片的扩

11、展（8255） 并行口扩展技术 8255有三个并行的8位I/O接口，分别称为A口、B口、C口。也就是说，扩展一片8255则可扩展24位并行端口。 7.2.1 8255的结构的结构数据数据总线总线缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RESETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3并行口扩展技术7.2.1 8255的结构的结构数据数据总线总线缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RESETPA0PA7PB

12、0PB7PC4PC7PC0PC3 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。并行口扩展技术7.2.1 8255的结构的结构数据数据总线总线缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RESETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3 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。

13、并行口扩展技术7.2.1 8255的结构的结构数据数据总线总线缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RESETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3 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。并行口扩展技术7.2.1 8255的结构的结构数据数据总线总线缓冲器缓冲器

14、读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RESETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3A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。并行口扩展技术7.2.2 8255的引脚的引脚D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB1

15、19PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A09A18RESET35CS68255数据数据总线总线缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RESETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3并行口扩展技术7.2.2 8255的引脚的引脚数据数据总线总线缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RES

16、ETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3D0-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：读信号，输入，控制8255将数据或控制信息送将数据或控制信息送到到CPU。 WR：写信号，输入，控：写信号，输入，控制制CPU将数据或状态信息将数据或状态信息送到送到8255A。 CS：片选，输入，用来决：片选，输入，用来决定芯片是否被选中。定芯片是否被选中。 A1，A0：内部口地址的选择，输：内部口地址的选择，输入。这两个引脚上的信号组合决入。这两个引脚上的信号组合决定对定对8255A内部的哪一个口或寄存内部的哪一个口或寄存器进行操作。器进行操作。 RES

17、ET：复位信号，高电平有效，输入，用来：复位信号，高电平有效，输入，用来清除清除8255A的内部寄存器，并置的内部寄存器，并置A口，口，B口，口，C口均为输入方式。口均为输入方式。注意：注意：8255工作之前，硬件上必须先复位，使工作之前，硬件上必须先复位，使8255内部的各个部件处于待命状态。内部的各个部件处于待命状态。并行口扩展技术7.2.2 8255的引脚的引脚数据数据总线总线缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑A组组控制控制B组组控制控制口口A口口C高高4口口C低低4口口B D0D7RDWRCSA0A1RESETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3PA0PA7：A组数据信组

18、数据信号，用来连接外设。号，用来连接外设。PB0PB7：B组数据信组数据信号，用来连接外设。号，用来连接外设。PC0PC7：C组数据信组数据信号，用来连接外设或者号，用来连接外设或者作为控制信号。作为控制信号。 并行口扩展技术ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBAB0AB15AB12AB1AB0D0D7 RDWR CSA0A1RESETAB158255PA0PA7PC0PC7

19、PB0PB7 89C51送出何种地址码时选中端口送出何种地址码时选中端口 P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12 AB11 AB10 AB9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2 AB1 AB0口口A 0 * * * * * * * * * * * * * 0 0口口B 0 * * * * * * * * * * * * * 0 1口口C 0 * * * * * * * * * * * * * 1 0控制控制 0 * * * * * * * * *

20、* * * * 1 1 并行口扩展技术WR、RD、CS、A1、A0这几个信号的组合决定了8255A的所有具体操作： 8255A的操作功能表 CS RD WR A1 A0操 作数 据 传 送 方 式 0 0 1 0 0读 A 口A口数据 数据总线 0 0 1 0 1读 B 口B口数据 数据总线 0 0 1 1 0读 C 口C口数据 数据总线 0 1 0 0 0写 A 口数据总线数据 A口 0 1 0 0 1写 B 口数据总线数据 B口 0 1 0 1 0写 C 口数据总线数据 C口 0 1 0 1 1写控制口数据总线数据 控制口并行口扩展技术7.2.3 8255的工作方式的工作方式8255A有三

21、种工作方式：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。方式方式1选通输入/输出中断方式；A ，B，两个端口均可。方式方式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。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。 并行口扩展技术方式方式0 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

22、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 RDWR CSA0A1RESET8255PA0PA7PC0PC7PB0PB7+5VSTB BUSY微型打印机微型打印机D0D7并行口扩展技术方式方式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

23、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 RDWR CSA0A1RESET8255PA0PA7PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7PB0PB7+5VSTBBUSY微型打印机微型打印机D0D7并行口扩展技术A、B通道工作于方式通道工作于方式1时引脚规定时引脚规定当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

24、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

25、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。 并行口扩展技术方式方式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

26、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通道工作于方式通道工作于方式2时时PC0PC7的功能的功能并行口扩展技术 A通道工作于方式通道工作于方式2时时PC0PC7的功能的功能 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：位方式1（输入）方式1（输出）方式2PC0INTRBINTRBI/OPC1IBFB OBFBI/OPC2 STBB ACKBI/OPC3INTRAINTRAINTRAPC4 STBAI

27、/O STBAPC5IBFAI/OIBFAPC6I/O ACKA ACKAPC7I/O OBFA OBFA并行口扩展技术7.2.4 8255的控制字的控制字 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 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、口、口C的按位置的按位置/复位控制字复位控制字 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、8

28、255的初始化的初始化 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。 并行口扩展技术方式控制字方式控制字 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。 8255A的控制字格式与各位的功能如图所示。标志位标志位D7A组控制组控制D6A口口D5C口高口高4D4B组控制组控制D3A组控制组控制D2B口口D1C口低口低4D0D7：标志位。D7=1D6、D5：A组工作方式选择。 0 0 口A和口C高4工

29、作于方式0 0 1 口A和口C高4工作于方式1 1 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0 1 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。 例例 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：解：控制字为： 10010001 即91H 初始化程序为： MOV A， # 91H MO

30、V DPTR,#0023H MOVX DPTR,A并行口扩展技术口口C按位置按位置/复位控制字复位控制字口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。标志位标志位D7*D6*D5C 口口D4引引 脚脚D3*D2选选 择择D1置置1/清清0D0D7：标志位。D7=0D6、D5、D4：未使用。 D3、D2、D1：C口引脚选择。 0 0 0 选中PC0 0 0 1 选中PC1 0 1 0 选中PC2 0 1 1 选中PC3 1

31、0 0 选中PC4 1 0 1 选中PC5 1 1 0 选中PC6 1 1 1 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：例：PC6置置1，其，其余位不变余位不变解：控制字为：解：控制字为：00001101 即即0DH写入口写入口C按位置按位置/复位程序为：复位程序为： MOV A， # 0DH MOV DPTR,#0023H MOVX DPTR,A并行口扩展技术8255初始化初始化 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。例如

32、：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：MOV DPTR，#2003HMOV A，#80HMOVX DPTR，A例例 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。MOV DPTR，#80FF HMO

33、V A，#88HMOVX DPTR，AMOV DPTR，#80FF HMOV A，#88HMOVX DPTR，AMOV DPTR，#80FF HMOV A，#88HMOVX DPTR，A并行口扩展技术7.2.5 8255的应用的应用 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。并行口扩展技术例 用8255作接口实现如下功能：24个发光二极管轮流点亮。ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A