单片机精品,教程,试题库,实验指导-第4章MCS-51单片机系统功能的扩展 85页 7.9Mppt课件

1、第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.1 系统扩展概述系统扩展概述4.2 常用扩展器件简介常用扩展器件简介4.3 存储器的扩展存储器的扩展4.4 I/O扩展扩展第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.1 系统扩展概述系统扩展概述4.1.1 最小运用系统最小运用系统(a) 8051/8751最小系统构造图；(b) 8031最小系统构造图图4.1 MCS51单片机最小化系统 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法单片机系统扩展的内容与方法 1单片机的三总线构造单片机的三总线构造 图4.2 MCS51单片机的三

2、总线构造方式 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 2系统扩展的内容与方法系统扩展的内容与方法 (1) 系统的扩展普通有以下几方面的内容：系统的扩展普通有以下几方面的内容： 外部程序存储器的扩展。外部程序存储器的扩展。 外部数据存储器的扩展。外部数据存储器的扩展。 输入输入/输出接口的扩展。输出接口的扩展。 管理功能器件的扩展管理功能器件的扩展(如定时器如定时器/计数器、键盘计数器、键盘/显示器、显示器、中断优先级编码器等中断优先级编码器等)。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 (2) 系统扩展的根本方法：普通来讲，一切与计算机扩展衔接芯片的外部引脚线都可以归属为三总线构造。扩展衔接

3、的普通方法实践上是三总线对接。要保证单片机和扩展芯片协调一致地任务，即要共同满足其任务时序。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.2 常用扩展器件简介常用扩展器件简介表表4.1 常用的扩展器件常用的扩展器件第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展表表4.1 常用的扩展器件常用的扩展器件第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.2.1 8D锁存器锁存器74LS373图4.3 74LS373构造表示图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.4 74LS373用作地址锁存器 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.2.2 74LS244和和74LS245芯片芯片图4.5 74LS

4、244内部逻辑与引脚图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.6 74LS245内部逻辑与引脚图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.7 总线驱动器的衔接图(a) P2外接74LS244； (b) P0外接74LS245 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.2.3 3-8译码器译码器74LS图4.8 74LS引脚图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展表4.2 74LS的译码逻辑关系 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.3 存储器的扩展存储器的扩展4.3.1 存储器扩展概述存储器扩展概述 1MCS-51单片机的扩展才干单片机的扩展才干 根据根据MCS-51

5、单片机总线宽度单片机总线宽度(16位位)，在片外可扩展的存储器最，在片外可扩展的存储器最大容量为大容量为64 KB，地址为，地址为0000HFFFFH。 由于由于MCS-51单片机对片外程序存储器和数据存储器的操作运单片机对片外程序存储器和数据存储器的操作运用不同的指令和控制信号，所以允许两者的地址空间重叠，故片外用不同的指令和控制信号，所以允许两者的地址空间重叠，故片外可扩展的程序存储器与数据存储器分别为可扩展的程序存储器与数据存储器分别为64 KB。 为了配置外围设备而需求扩展的为了配置外围设备而需求扩展的I/O口与片外数据存储器一致编口与片外数据存储器一致编址，即占据一样的地址空间。因此

6、，片外数据存储器连同址，即占据一样的地址空间。因此，片外数据存储器连同I/O口一口一同总的扩展容量是同总的扩展容量是64 KB。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 2扩展的普通方法扩展的普通方法 存储器除按读写特性不同区分为程序存储器和数据存储器外，存储器除按读写特性不同区分为程序存储器和数据存储器外，每种存储器还有不同的种类。程序存储器又可分为掩膜每种存储器还有不同的种类。程序存储器又可分为掩膜ROM、可编程可编程ROM(PROM)、可擦除、可擦除ROM(EPROM或或EEPROM)；数；数据存储器又可分为静态据存储器又可分为静态RAM和动态和动态RAM。因此，存储器芯片有。因此，存储

7、器芯片有多种。即使是同一种类的存储器芯片，容量的不同，其引脚数多种。即使是同一种类的存储器芯片，容量的不同，其引脚数目也不同。虽然如此，存储器芯片与单片机扩展衔接具有共同目也不同。虽然如此，存储器芯片与单片机扩展衔接具有共同的规律。不论何种存储器芯片，其引脚都呈三总线构造，与单的规律。不论何种存储器芯片，其引脚都呈三总线构造，与单片机衔接都是三总线对接。另外，电源线应接对应的电源线上。片机衔接都是三总线对接。另外，电源线应接对应的电源线上。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 存储器芯片的控制线：对于程序存储器，普通来说，具有读操作控制线(OE)，它与单片机的PSEN信号线相连。除此之外，

8、对于EPROM芯片还有编程脉冲输入线(PRG)、编程形状线(READY/BUSY)。PRG应与单片机在编程方式下的编程脉冲输出线相接；READY/BUSY在单片机查询输入/输出方式下，与一根I/O口线相接；在单片机中断任务方式下，与一个外部中断信号输入线相接。 存储器芯片的数据线：数据线的数目由芯片的字长决议。1位字长的芯片数据线有一根；4位字长的芯片数据线有4根；8位字长的芯片数据线有8根；存储器芯片的数据线与单片机的数据总线(P0.0P0.7)按由低位到高位的顺序依次相接。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 存储器芯片的地址线：地址线的数目由芯片的容量决议。容量(Q)与地址线数目(N

9、)满足关系式：Q=2N。存储器芯片的地址线与单片机的地址总线(A0A15)按由低位到高位的顺序依次相接。普通来说，存储器芯片的地址线数目总是少于单片机地址总线的数目，如此相接后，单片机的高位地址线总有剩余。剩余地址线普通作为译码线，译码输出与存储器芯片的片选信号线相接。存储器芯片有一根或几根片选信号线。对存储器芯片访问时，片选信号必需有效，即选中存储器芯片。片选信号线与单片机系统的译码输出相接后，就决议了存储器芯片的地址范围。因此，单片机的剩余高位地址线的译码及译码输出与存储器芯片的片选信号线的衔接，是存储器扩展衔接的关键问题。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 (1) 部分译码：所谓部

10、分译码就是存储器芯片的地址线与单片机系统的地址线依次相接后，剩余的高位地址线仅用一部分参与译码。参与译码的地址线对于选中某一存储器芯片有一个确定的形状，而与不参与译码的地址线无关。也可以说，只需参与译码的地址线处于对某一存储器芯片的选中形状，不参与译码的地址线的恣意形状都可以选中该芯片。正因如此，部分译码使存储器芯片的地址空间有重叠，呵斥系统存储器空间的浪费。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.9 地址译码关系图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 图4.9中与存储器芯片衔接的低11位地址线的地址变化范围为全0 全1。参与译码的4根地址线的形状是独一确定的。不参与译码的A15位

11、地址线有两种形状都可以选中该存储器芯片。 当A15=0时，占用的地址是00100000000000000010011111111111，即2000H2FFFH。 当A15=1时，占用的地址是10100000000000001010011111111111，即A000HAFFFH。 同理，假设有N条高位地址线不参与译码，那么有2N个重叠的地址范围。重叠的地址范围中真正能存储信息的只需一个，其他仅是占据，因此会呵斥浪费。这是部分译码的缺陷。它的优点是译码电路简单。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 (2) 全译码：所谓全译码就是存储器芯片的地址线与单片机系统的地址线依次相接后，剩余的高位地址

12、线全部参与译码。这种译码方法存储器芯片的地址空间是独一确定的，但译码电路相对复杂。 这两种译码方法在单片机扩展系统中都有运用。在扩展存储器(包括I/O口)容量不大的情况下，选择部分译码，译码电路简单，可降低本钱。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 3扩展存储器所需芯片数目确实定 假设所选存储器芯片字长与单片机字长一致，那么只需扩展容量。所需芯片数目按下式确定：存储器芯片容量系统扩展容量芯片数目 假设所选存储器芯片字长与单片机字长不一致，那么不仅需扩展容量，还需字扩展。所需芯片数目按下式确定：存储器芯片字长系统字长存储器芯片容量系统扩展容量芯片数目第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4

13、.3.2 程序存储器的扩展程序存储器的扩展1EPROM芯片芯片图4.10 常用EPROM芯片的引脚图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展2程序存储器扩展举例程序存储器扩展举例 1) 不用片外译码器的单片程序存储器的扩展 例1 试用EPROM2764构成8031的最小系统。 2764是8K8位程序存储器，芯片的地址引脚线有13条，依次和单片机的地址线A0A12相接。由于不采用地址译码器，所以高3位地址线A13、A14、A15不接，故有23=8个重叠的8 KB地址空间。因只用一片2764，其片选信号CE可直接接地(常有效)。其衔接电路如图 4.11所示。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩

14、展图4.11 2764与8031的扩展衔接图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.11所示衔接电路的8个重叠的地址范围为00000000000000000001111111111111，即0000H1FFFH；00100000000000000011111111111111，即2000H3FFFH；01000000000000000101111111111111，即4000H5FFFH；01100000000000000111111111111111，即6000H7FFFH；10000000000000001001111111111111，即8000H9FFFH；1010000000

15、0000001011111111111111，即A000HBFFFH；11000000000000001101111111111111，即C000HDFFFH；11100000000000001111111111111111，即E000HFFFFH。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展2) 采用线选法的多片程序存储器的扩展 例2 运用两片2764扩展16 KB的程序存储器，采用线选法选中芯片。扩展衔接图如图4.12所示。以P2.7作为片选，当P2.7=0时，选中2764(1)；当P2.7=1时，选中2764(2)。因两根线(A13、A14)未用，故两个芯片各有22=4个重叠的地址空间。它们

16、分别为第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图图4.12 用两片用两片2764 EPROM的扩展衔接图的扩展衔接图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展左片：000000000000000000001111111111111，即0000H1FFFH； 001000000000000000011111111111111，即2000H3FFFH； 010000000000000000101111111111111，即4000H5FFFH； 011000000000000000111111111111111，即6000H7FFFH；右片：1000000000000000010011111111

17、11111，即8000H9FFFH； 101000000000000001011111111111111，即A000HBFFFH； 110000000000000001101111111111111，即C000HDFFFH； 111000000000000001111111111111111，即E000HFFFFH。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 3) 采用地址译码器的多片程序存储器的扩展 例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的地址范围为0000H3FFFH。 本例要求的地址空间是独一确定的，所以要采用全译码方法。由分配的地址范围知：扩展的容量为3FFFH-00

18、00H+1=4000H=4 KB，2764为8 K8位，故需求两片。第1片的地址范围应为0000H1FFFH；第2片的地址范围应为2000H3FFFH。 由地址范围确定译码器的衔接。为此画出译码关系图如下：第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.13 全译码、两片2764 EPROM的扩展衔接图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.3.3 数据存储器的扩展数据存储器的扩展 1数据存储器芯片数据存储器芯片图4.14 常用静态RAM芯片的引脚图118217316415514613712811910VCCA7A8A9I/O1I/I/I/WE2114A6A5A4A3A0A1A2CSGND

19、1242233224215206197188179161015111412136116A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0GNDVCCA8A9WEOEA10CE128227326425524623722821920101911181217131614156264VCCWECE2A8A9A11OEA10CE1NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0GNDO2O3O4I/O1I/O2I/O7I/O5I/O6I/O4I/O3I/O0I/O1I/O2I/O7I/O5I/O6I/O4I/O3第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.15 iRAM芯片的引脚图 第4章 MCS-51单片机系统功能

20、的扩展2数据存储器的扩展举例数据存储器的扩展举例例例4 采用采用2114芯片在芯片在8031片外扩展片外扩展1 KB数据存储器。数据存储器。图4.16 用两片2114 EPROM的扩展衔接图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.3.4 兼有片外程序存储器和片外数据存储器的扩展举例兼有片外程序存储器和片外数据存储器的扩展举例 例例5 采用采用2764和和6264芯片在芯片在8031片外分别扩展片外分别扩展24 KB程序存程序存储器和数据存储器。储器和数据存储器。 扩展衔接电路如图4.17所示。从图中可以看出，各有一片2764和一片6264的片选端并接在一根译码输出线上。即有2764和62

21、64芯片一样的地址单元将会同时选通，这不会发生地址冲突，由于两种芯片的控制信号是不一样的。请读者本人分析两种存储器及各芯片的地址范围。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.17 兼有片外ROM，又有片外RAM的扩展衔接图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.4 I/O 扩扩 展展4.4.1 I/O口扩展概述口扩展概述 1MCS-51单片机单片机I/O口扩展性能口扩展性能 单片机运用系统中的单片机运用系统中的I/O口扩展方法与单片机的口扩展方法与单片机的I/O口扩展性能有关。口扩展性能有关。 (1) 在在MCS-51单片机运用系统中单片机运用系统中,扩展的扩展的I/O口采取口采取

22、与数据存储器一样的寻址方法。一切扩展的与数据存储器一样的寻址方法。一切扩展的I/O口或经口或经过扩展过扩展I/O口衔接的外围设备均与片外数据存储器一致口衔接的外围设备均与片外数据存储器一致编址。任何一个扩展编址。任何一个扩展I/O口，根据地址线的选择方式不口，根据地址线的选择方式不同，占用一个片外同，占用一个片外RAM地址，而与外部程序存储器无地址，而与外部程序存储器无关。关。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 (2) 利用串行口的移位存放器任务方式(方式0)，也可扩展I/O口，这时所扩展的I/O口不占用片外RAM地址。 (3) 扩展 I/O口的硬件相依性。在单片机运用系统中，I/O口的

23、扩展不是目的，而是为外部通道及设备提供一个输入、输出通道。因此，I/O口的扩展总是为了实现某一测控及管理功能而进展的。例如衔接键盘、显示器、驱动开关控制、开关量监测等。这样，在I/O口扩展时，必需思索与之相连的外部硬件电路特性，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。根据选用不同的I/O口扩展芯片或外部设备时，扩展I/O口的操作方式不同，因此运用程序应有不同，如入口地址、初始化形状设置、任务方式选择等。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 2I/O口扩展用芯片口扩展用芯片 MCS-51单片机运用系统中单片机运用系统中I/O口扩展用芯片主要有通用口扩展用芯片主

24、要有通用I/O口口芯片和芯片和TTL、CMOS锁存器、缓冲器电路芯片两大类。锁存器、缓冲器电路芯片两大类。 通用通用I/O口芯片选用口芯片选用Intel公司的芯片，其接口最为简捷可靠，公司的芯片，其接口最为简捷可靠，如如8255、8155等。等。 采用采用TTL或或CMOS锁存器、三态门电路作为锁存器、三态门电路作为I/O扩展芯片，也扩展芯片，也是单片机运用系统中经常采用的方法。这些是单片机运用系统中经常采用的方法。这些I/O口扩展用芯片具有口扩展用芯片具有体积小、本钱低、配置灵敏的特点。普通在扩展体积小、本钱低、配置灵敏的特点。普通在扩展8位输入或输出口位输入或输出口时非常方便。可以作为时非

25、常方便。可以作为I/O扩展的扩展的TTL芯片有芯片有74LS373、74LS277、74LS244、74LS273、74LS367等。在实践运用中，根据芯片特点等。在实践运用中，根据芯片特点及输入、输出量的特征，应选择适宜的扩展芯片。及输入、输出量的特征，应选择适宜的扩展芯片。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 3I/O口扩展方法口扩展方法 根据扩展并行根据扩展并行I/O口时数据线的衔接方式，口时数据线的衔接方式，I/O口扩展可分为口扩展可分为总线扩展方法、串行口扩展方法和总线扩展方法、串行口扩展方法和I/O口扩展方法。口扩展方法。 (1) 总线扩展方法。扩展的并行总线扩展方法。扩展的并

26、行I/O芯片，其并行数据输入线芯片，其并行数据输入线取自取自MCS-51单片机的单片机的P0口。这种扩展方法只分时占用口。这种扩展方法只分时占用P0口，并口，并不影响不影响P0口与其它扩展芯片的衔接操作，不会呵斥单片机硬件口与其它扩展芯片的衔接操作，不会呵斥单片机硬件的额外开销。因此，在的额外开销。因此，在MCS-51单片机运用系统的单片机运用系统的I/O扩展中广泛扩展中广泛采用这种扩展方法。采用这种扩展方法。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 (2) 串行口扩展方法。这是MCS-51单片机串行口在方式0任务形状下所提供的I/O口扩展功能。串行口方式0为移位存放器任务方式，因此接上串入并

27、出的移位存放器可以扩展并行输出口，而接上并入串出的移位存放器那么可扩展并行输入口。这种扩展方法只占用串行口，而且经过移位存放器的级联方法可以扩展多数量的并行I/O口。对于不运用串行口的运用系统，可运用这种方法。但由于数据的输入输出采用串行移位的方法，传输速度较慢。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 (3) 经过单片机片内I/O口的扩展方法。这种扩展方法的特征是扩展芯片的输入输出数据线不经过P0口，而是经过其它片内I/O口。即扩展片外I/O口的同时也占用片内I/O口，所以运用较少，但在MCS-51单片机扩展8243时，为了模拟8243的操作时序，不得不运用这种方法。第4章 MCS-51单片

28、机系统功能的扩展4.4.2 8255可编程并行可编程并行I/O口扩展口扩展1芯片引脚及其内部构造芯片引脚及其内部构造图图4.18 8255A芯片的引脚图芯片的引脚图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.19 8255A芯片的内部构造图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展表4.3 8255芯片的引脚信号阐明第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展续表 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 (1) 数据总线缓冲器：是一个8位的双向三态驱动器，用于与单片机的数据总线相连。 (2) 读/写控制逻辑：根据单片机的地址信息(A1、A0)与控制信息(RD、WR、RESET)，控制片内数据

29、、CPU控制字、外设形状信息的传送。 (3) 控制电路：根据CPU送来的控制字使所管I/O口按一定方式任务。对C口甚至可按位实现置位或复位。控制电路分为两组：A组控制电路控制A口及C口的高4位(PC7PC4)，B组控制电路控制B口及C口的低4位(PC3PC0)。 (4) 三个并行I/O端口：A口可编程为8位输入，或8位输出，或双向传送；B口可编程为8位输入，或8位输出，但不能双向传送；C口分为两个4位口，用于输入或输出，也可用作A口、B口的形状控制信号。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展28255的操作方式的操作方式1) 读/写控制逻辑操作选择 表4.4 8255的口操作形状第4章 MC

30、S-51单片机系统功能的扩展 2) 8255的三种任务方式 方式0(根本输入/输出方式)：这种任务方式不需求任何选通讯号。A口、B口及C口的两个4位口中任何一个端口都可以由程序设定为输入或输出。作为输出口时，输出数据被锁存；作为输入口时，输入数据不锁存。 方式1(选通输入/输出方式)：在这种任务方式下，A、B、C三个口分为两组。A组包括A口和C口的高4位，A口可由编程设定为输入口或输出口，C口的高4位那么用来作为A口输入/输出操作的控制和同步信号；B组包括B口和C口的低4位，B口可由编程设定为输入口或输出口，C口的低4位那么用来作为B口输入/输出操作的控制和同步信号。A口和B口的输入数据或输出

31、数据都被锁存。方式1下的逻辑组态关系如图4.20所示。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.20 8255方式1逻辑组态关系图 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展PC5PC4PC6PC7PC3INTEINTE&1PA0PA7IBFASTBAACKAOBFAINTRA图 4.21 8255 方式 2 逻辑组态关系图第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展3) 8255A的编程控制字图图4.22 8255A控制字的格式与定义控制字的格式与定义 (a) 方式选择控制字；方式选择控制字；(b) C口置位口置位/复位控制字复位控制字第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图图4.2

32、3 8255的扩展衔接图的扩展衔接图 38031与与8255的接口方法的接口方法第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 例例6 试对图试对图4.23中的中的8255A编程，使其各口任务于方式编程，使其各口任务于方式0，A口口作输入，作输入，B口作输出，口作输出，C口高口高4位作输出，位作输出，C口的低口的低4位作输入。位作输入。 由方式选择控制字的格式与由方式选择控制字的格式与 定义可确定出满足要求的方式控定义可确定出满足要求的方式控制字应为制字应为91H(10010001B)。对。对8255A编写程序将编写程序将91H写入它的控制写入它的控制存放器，初始化程序为存放器，初始化程序为MOV

33、DPTR，#FF7FH ；DPTR作地址指针，指向控制口作地址指针，指向控制口MOV A，91H MOVX DPTR，A 由于图由于图4.23扩展电路未运用高位地址线，所以端口地址也可运扩展电路未运用高位地址线，所以端口地址也可运用用8位。位。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 例例7 试按图试按图4.23扩展电路，写出自扩展电路，写出自8255A的的B口输出单片机口输出单片机中中R7内容与自内容与自8255的的A口输入数据到单片机口输入数据到单片机R3的程序。的程序。 运用运用8位地址，位地址，8255A的的A、B、C口及控制口地址分别为口及控制口地址分别为7CH、7DH、7EH、7F

34、H。那么实现所要求功能的程序为。那么实现所要求功能的程序为MOV R0，#7FH ；R0作地址指针，指向控制口作地址指针，指向控制口MOV A，#91HMOVX R0，A ；方式控制字送控制存放器；方式控制字送控制存放器MOV R0，#7DH ；R0指向指向B口口MOV A，R7 ；MOVX R0，A ；R7的内容输出到的内容输出到B口口DEC R0 ；使；使R0指向指向A口口MOVX A，R0 ；从；从A口输入数据到累加器口输入数据到累加器AMOV R3，A ；把输入数据送存到；把输入数据送存到R3中中第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.4.3 8155可编程并行可编程并行I/O口扩

35、展口扩展 8155芯片含有芯片含有2568位静态位静态RAM，两个可编程的，两个可编程的8位位I/O口，一个可编程的口，一个可编程的6位位I/O口，一个可编程的口，一个可编程的14位位定时器定时器/计数器。计数器。8155芯片具有地址锁存功能，与芯片具有地址锁存功能，与MCS-51单片机接口简单，是单片机运用系统中广泛运单片机接口简单，是单片机运用系统中广泛运用的芯片。用的芯片。 18155的构造与引脚的构造与引脚 8155的逻辑构造如图4.24(a)所示，引脚分布如图4.24(b)所示。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.24 8155逻辑构造及引脚 (a) 8155逻辑构造；(b

36、) 8155芯片引脚图第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 28155的RAM和I/O口编址 8155在单片机运用系统中是按外部数据存储器一致编址的，地址为16位，其高8位地址由片选线-CE提供，低8位地址为片内地址。当IO/M=0时，对RAM进展读/写，RAM低8位地址为 00HFFH；当IO/-M=1时，对I/O口进展读/写，I/O口及定时器由AD0AD3进展寻址。其编址如表4.5所示。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展表4.5 8155内部端口编址AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0端 口 0 0 0命令状态寄存器(命令/状态口) 0 0 1PA口 0

37、 1 0 PB口 0 1 1PC口 1 0 0定时器低8位 1 0 1定时器高8位第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 38155的任务方式与根本操作的任务方式与根本操作 8155的的A口、口、B口可任务于根本口可任务于根本I/O方式或选通方式，方式或选通方式，C口可口可作为输入作为输入/输出口线，也可以作为输出口线，也可以作为A口、口、B口选通方式任务时的口选通方式任务时的形状控制信号线。任务方式选择是经过对形状控制信号线。任务方式选择是经过对8155内部命令存放器内部命令存放器(命令口命令口)设定控制字来实现的。三个口可组合任务于四种方式设定控制字来实现的。三个口可组合任务于四种方式下

38、。命令字的格式及定义如图下。命令字的格式及定义如图4.25所示。所示。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图图4.25 8155命令控制存放器格式命令控制存放器格式 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.26 8155选通方式信号逻辑组态PA PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PBI/O(设备数据线)A 口中断请求A 口缓冲器满标志,至外设A 口来自外设的选通信号B 口中断请求B 口缓冲器满标志,至外设B 口来自外设的选通信号I/O(设备数据线)88AINTRBINTRBBFABFBSTBASTB&INTEBINTEA第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图

39、4.27 8155形状存放器格式 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展48155内部的定时器内部的定时器/计数器计数器图4.28 8155定时器存放器格式 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展图4.29 8155定时器方式及输出波形 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展58155与单片机的扩展衔接与单片机的扩展衔接图4.30 用8155的扩展衔接 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展在图中衔接形状下，8155所占的地址为RAM地址范围：7E00H7EFFHI/O端口地址：命令/形状口 7F00H PA口 7F01H PB口 7F02H PC口 7F03H 定时器低字节 7F04

40、H 定时器高字节 7F05H第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 例例8 使使8155用作用作I/O口和定时器任务方式，口和定时器任务方式，A口定义为根本输口定义为根本输入方式，入方式，B口为根本输出方式，定时器为方波发生器，对输入脉冲口为根本输出方式，定时器为方波发生器，对输入脉冲进展进展24分频分频(8155中定时器最高计数频率为中定时器最高计数频率为4 MHz)，那么相应的程，那么相应的程序如下：序如下：MOV DPTR，#7F04H ；DPTR指向定时器低字节MOV A，#18H ；计数器常数0018H=24MOVX DPTR，A ；计数常数低8位装入计数器低字节INC DPTR

41、；使DPTR指向定时器高字节MOV A，#40H(01000000B) ；置定时器方式为延续方波输出MOVX DPTR，A ；装计数器高字节值MOVX DPTR，#7F00H ；使DPTR指向命令/形状口MOV A，C2H(11000010B) MOVX DPTR，A ；向命令/形状口送方式控制字，并启动定时器 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4.4.4 用用TTL芯片扩展简单的芯片扩展简单的I/O接口接口 在在MCS-51单片机运用系统中，采用单片机运用系统中，采用TTL或或CMOS锁存器、三锁存器、三态门芯片，经过态门芯片，经过P0口可以扩展各种类型的简单输入口可以扩展各种类型的简

42、单输入/输出口。输出口。P0口口是系统的数据总线口，经过是系统的数据总线口，经过P0口扩展口扩展I/O口时，口时，P0口只能分时运用，口只能分时运用，故输出时接口应有锁存功能；输入时，视数据是常态还是暂态的故输出时接口应有锁存功能；输入时，视数据是常态还是暂态的不同，接口应能三态缓冲，或锁存选通。不同，接口应能三态缓冲，或锁存选通。 不论是锁存器，还是三态门芯片，都只具有数据线和锁存允不论是锁存器，还是三态门芯片，都只具有数据线和锁存允许及输出允许控制线，而无地址线和片选信号线。而扩展一个许及输出允许控制线，而无地址线和片选信号线。而扩展一个I/O口，相当于一个片外存储单元。口，相当于一个片外

43、存储单元。CPU对对I/O口的访问，要以确定的口的访问，要以确定的地址，用地址，用MOVX指令来进展。指令来进展。第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展1用锁存器扩展输出口用锁存器扩展输出口图4.31 用74LS377扩展输出口 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展 74LS377是带有输出允许控制端的8D锁存器，有8个输入端(1D8D)，8个输出端(1Q8Q)，1个时钟控制端CLK，1个锁存允许端E。当E=0时，CLK的上升沿将8位D输入端的数据打入锁存器，这时锁存器将坚持D端输入的8位数据。在图中CLK与WR相连，作为写(输出)控制端；E与单片机的地址选择线P2.7相连，作为寻址端。

44、如此衔接的输出口地址是P2.7=0的任何16位地址。7FFFH可作为该口地址。对该口的输出操作如下：MOV DPTR，#7FFFH ；使DPTR指向74LS377输出口MOV A，#data ；输出的数据要经过累加器A传送MOVX DPTR，A ；向74LS377扩展口输出数据第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展2用锁存器扩展输入口用锁存器扩展输入口图4.32 用74LS373扩展输入口 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展中断系统初始化程序：PINT： SETB IT0 ；外部中断0选择为下降沿触发方式 SETB EA ；开系统中断 MOV R0，#50H ；R0作地址指针，指向数据区首址 SETB EX0 ；外部中断0中断允许 中断效力程序： ORG 0003HPINT0：AJMP INT0 INT0： MOV DPTR，#0BFFFH ；使DPTR指向74LS373扩展输入口 MOVX A，DPTR ；从74LS373扩展输入口输入数据 MOV R0，A ；输入数据送数据区 INC R0 RETI第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展3用三态门扩展输入口用三态门扩展输入口图4.33 用74LS244扩展输入口 第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展4扩展多个输