第九章扩展资源C编程

1、第九章扩展资源C编程可编程外围定时器8253可编程外围并行接口8255可编程接口芯片8155I2C总线扩展存储器可编程外围定时器8253 CLK时钟输入 OUT计数器输出，当计数器减为零时，输出相应信号 GATE门控信号，用于启动或禁止计数器工作引引 脚脚寻址的端口寻址的端口CSA1A00000100110101计数器计数器0计数器计数器1计数器计数器2控制字寄存器控制字寄存器本芯片没有被选中本芯片没有被选中CSRDWRA1A0功能功能01000写入计数器写入计数器001001写入计数器写入计数器101010写入计数器写入计数器201011写入控制字寄存器写入控制字寄存器00100读计数器读计

2、数器000101读计数器读计数器100110读计数器读计数器200111无操作无操作1本芯片未被选中本芯片未被选中011无操作无操作8285的控制方式和控制字SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCDD7D000选择通道选择通道001选择通道选择通道110选择通道选择通道211无效无效00计数器锁存，供计数器锁存，供CPU读取读取01只读只读/写计数器低位字节写计数器低位字节10只读只读/写计数器高位字节写计数器高位字节11先读先读/写计数器低位字节，写计数器低位字节，后读后读/写高位字节写高位字节000 方式方式0001 方式方式1x10 方式方式2x11 方式方式3100 方式方式4101

3、 方式方式51BCD码计数码计数02进制计数进制计数BCD格式说明：格式说明：计数值范围：计数值范围：000000009999H9999H，其中，其中00000000表示最大值表示最大值1000010000，即即10104 4; ;当预置了当预置了n=1234Hn=1234H，表示预置了一个十进制数，表示预置了一个十进制数12341234。二进制格式说明：二进制格式说明：计数值范围：计数值范围：00000000FFFFHFFFFH，其中，其中00000000表示最大值表示最大值6553665536，即即2 21616 当预置了当预置了n=1234Hn=1234H，表示预置了一个十六进制数，表示

4、预置了一个十六进制数1234H1234H，即十进制数即十进制数46604660。8253的工作方式概述方式0计数结束中断方式方式1可编程单稳态输出方式方式2比率发生器方式3方波发生器方式4软件触发选通方式5硬件触发选通方式0：计数结束中断方式写入控制字后OUT初始状态：低电平门控信号GATE的作用：高电平允许计数；如果在计数过程GATE为低电平，则暂停计数；GATE回到高电平后，继续往下计数。计数过程中OUT状态：保持低电平计数结束OUT状态：发生由低到高的正跳变，可以发出中断请求信号。计数器回0后，是否重新计数：否应用：用于工业生产中对产品的计数方式1：可编程单稳态输出方式 写入控制字后OU

5、T初始状态：高电平 门控信号GATE的作用：高电平或低电平均不起作用；只有在GATE发生由低到高的正跳变，输出OUT由高到低跳变，并开始计数；在计数过程中，若GATE产生负跳变，不影响计数；在计数器回0之前，GATE又产生由低到高的正跳变，8253又将初始值装入，重新开始计数，使生成脉冲加宽。 计数过程中OUT状态：保持低电平 计数结束OUT状态：发生由低到高的正跳变。 计数器回0后，是否重新计数：否 应用：用于定时方式2：脉冲发生器写入控制字后OUT初始状态：高电平门控信号GATE的作用：高电平允许计数； 在计数过程中，若GATE变为低电平时，禁止计数；当GATE由低变高时，又把预置的计数初

6、值装入计数器，重新开始计数。计数过程中OUT状态：保持高电平计数结束OUT状态：产生一个时钟周期的负脉冲。计数器回0后，是否重新计数：是应用：用于分频方式3：方波发生器 写入控制字后OUT初始状态：高电平 门控信号GATE的作用：高电平允许计数； 在计数过程中，GATE变为低电平时，禁止计数；当GATE由低变高时，又把预置的计数初值装入计数器，重新开始计数。 计数过程中OUT状态：如果计数初值为偶数，则产生占空比为1/2的方波；如果计数初值为奇数，则产生占空比为(n+1)/2 : n的方波，n为计数值 计数结束OUT状态：继续输出方波 计数器回0后，是否重新计数：是 应用：用于分频方式4：软件

7、触发选通写入控制字后OUT初始状态：高电平门控信号GATE的作用：高电平允许计数； 在计数过程中，GATE变为低电平时，禁止计数；当GATE由低变高时，又把预置的计数初值装入计数器，重新开始计数。计数过程中OUT状态：保持高电平计数结束OUT状态：输出一个时钟周期的负脉冲计数器回0后，是否重新计数：否应用：用于软件触发计数的场合方式5：硬件触发选通 写入控制字后OUT初始状态：高电平 门控信号GATE的作用： 高电平或低电平均不起作用；只有在GATE发生由低到高的正跳变，开始计数；在计数过程中，若GATE产生负跳变，不影响计数；在计数器回0之前，GATE又产生由低到高的正跳变，8253又将初始

8、值装入，重新开始计数。 计数过程中OUT状态：保持高电平 计数结束OUT状态：输出一个时钟周期的负脉冲 计数器回0后，是否重新计数：计数器回0后，自动将计数值装入执行部件，当GATE出现正跳变触发脉冲时，又重新计数 应用：用于硬件触发计数的场合8253门控信号的控制功能工作方式工作方式GATE为低电为低电平或下降沿平或下降沿GATE为上升沿为上升沿GATE为高电平为高电平方式方式0禁止计数禁止计数允许计数允许计数方式方式1从初始值开始计数，从初始值开始计数，下一个时钟后输出变下一个时钟后输出变低低方式方式2禁止计数，使禁止计数，使输出变高输出变高从初始值开始计数从初始值开始计数允许计数允许计数

9、方式方式3禁止计数，使禁止计数，使输出变高输出变高从初始值开始计数从初始值开始计数允许计数允许计数方式方式4禁止计数禁止计数允许计数允许计数方式方式5从初始值开始计数从初始值开始计数8253各种工作方式的特点方式0：写入控制字后，OUT端变低，计数结束后，OUT端由低变高，该信号可以作为中断源，实现对外部事件进行计数方式1：主要用来产生单脉冲，可用于定时方式2：用来产生序列负脉冲，每个负脉冲宽度与CLK的周期相同，实现对CLK进行分频方式3：用于产生连续的方波，实现对CLK进行分频方式4和方式5的波形相同，方式4由计数值触发计数；方式5由门控信号触发计数89C51单片机单片机8253373AL

10、EDQ0CSA0D0-D7GEAOEWRRDQ1A1+5V6MHz6MHz30Px230Px2154GATE0,1,2WRRDCLK0CLK1CLK28初始化初始化8253写入控制字写入控制字写入计数初值写入计数初值锁计数值锁计数值读计数值读计数值可编程外围并行接口8255B B组控组控制部件制部件A A组端口组端口A A（8 8）A A组端口组端口C C上半部上半部(4)(4)B B组端口组端口C C下下半部半部(4)(4)B B组端口组端口B B（8 8）数据数据总线总线缓冲缓冲器器读读写写控控制制部部件件A A组控组控制部件制部件8 8位内部数位内部数据总线据总线双向数双向数据总线据总线

11、D D7 7-D-D0 0A A1 1A A0 0RESETRESETRDRDWRWRCSCS I/O I/OPAPA7 7- -PAPA0 0 I/O I/OPCPC7 7- -PCPC4 4 I/O I/OPCPC3 3- -PCPC0 0 I/O I/OPBPB7 7- -PBPB0 08255A外部引脚u与CPU连接的引脚D0D7: 双向数据线CS:片选信号A1,A0:片内地址选择信号RD、WR: 读写输入控制RESET: 复位信号与外设连接的引脚PA0PA7、 PB0PB7、PC0PC74个端口地址： A口、B口、C口和控制口8255PA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC

12、7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB3信号组合实现的端口操作A1A0RDWRCS操作操作 00010端口端口A CPU01端口端口B CPU10端口端口C CPU00100CPU 端口端口A01CPU 端口端口B10CPU 端口端口C11100CPU控制寄存器控制寄存器11010非法操作非法操作1未选中未选中地地 址址 线线方式选择控制字 8255A有3种基本的工作方式，在对8255A进行初始化编程时，应向控制寄存器（即控制口）写入方式选择控制字，以规定各端口的工作

13、方式。方式选择控制字格式方式选择控制字格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0下C口 I/O1=输入0=输出B口I/O1=输入0=输出B组方式组方式0=方式0 1=方式1上C口I/O1=输入0=输出特征位特征位 D7=1A组方式组方式: 00=方式0 01=方式1 1x=方式2A口I/O1=输入0=输出C端口置位/复位控制字 端口C的数位常用作控制或应答信号,通过对8255A的控制口写入置位/复位控制字,可使端口C的任意一个引脚的输出单独置1或单独置0.0D6D5D4D3D2D1D0D3D2D1PC位位000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC

14、6111PC7标志位标志位不用1置位0复位8255A的工作方式1. 方式0（基本输入/输出方式）24根I /O线全部由用户支配A口、B口、C口都可工作在此方式不设置专用的联络信号线和状态位单向I /O输出有锁存器功能，输入只有A口有锁存功能。2 2、方式、方式 1 1选通输入选通输入/ / 输出方式输出方式输入或输出都通过应答信号实现，端口输入或输出都通过应答信号实现，端口A和端口和端口B均可工作在此方式。均可工作在此方式。这时端口这时端口A或或B用作数据口，端口用作数据口，端口C的部分引脚用作握手信号线与中断请的部分引脚用作握手信号线与中断请求线。求线。数据口的输入、输出数据都能锁存。数据口

15、的输入、输出数据都能锁存。1) 方式方式1输入输入此时PC35 和PC02分别用作A口和B口的状态和控制线, PC6和PC7用作IO线PA7PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O线&1oRD方式方式1 (A口口)PB7PB08PC2STBBPC1IBFBPC0INTRB&1oRD方式方式1 (B口口) IBF输入缓冲器满信号，高电平有效，由8255A输出的状态信号，表示输入锁存器已满，向外设指明不能再送入数据。PA7PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O线&1oRD方式方式1 (A口口)各应答信号的意义：各

16、应答信号的意义： STB数据选通输入信号，低电平有效，由外设输入；INTR中断请求信号，高电平有效。是8255A向CPU发出的请求中断信号，要求CPU服务。当 IBF =1、STB =1时，INTR =1。2) 方式方式1输出输出这时PC3、PC6和PC7作A口的应答信号，PC0、PC1和PC2作B口的应答信号。余下的PC4和PC5可作输入或输出线。PA7PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O线&1oWR方式方式1输出输出 (A口口)PB7PB08PC2ACKBPC1OBFBPC0INTRB&1oWR方式方式1输出输出 (B口口)ACK外设的回答

17、信号，低电平有效，由外设送给8255A。表示CPU送到指定端口的数据已被外设接受。各应答信号的意义：各应答信号的意义：OBF输出缓冲器满信号，输出，低电平有效。表示CPU已输出数据到指定端口。INTR中断请求信号，高电平有效。PA7PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O线&1oWR方式方式1输出输出 (A口口)3.方式2（双向选通输入/输出方式）只有A口可以工作于这种方式。A口既可用于输入，又可用于输出，但输入和输出过程不能同时进行。PA7PA01&PC3PC7PC68位位ACKAOBFAINTRAI/OPC2PC0PC5PC4STBAIBFA

18、11&ALE80318255AD7Q7GRDRDWRWRRESETRESETCS74LS373D0P7P0Q1Q0A1A0D7D0EA微型打印机微型打印机PA7PA0DB7DB0PB7PB0PB7PC0BUSYSTB可编程接口芯片8155（a）逻辑结构）逻辑结构（b）引脚图）引脚图8155口地址分布 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TM2 TM1 IEB IEA PC2 PC1 PB PAC口工作方式及控制信号分布8155状态寄存器I2C总线扩展存储器目前新一代单片机中使用的串行扩展接口有Motorola的SPI,NS公司的MICROWIRE/PLUS和PHILIPS公司

19、的I2C总线。其中I2C总线具有标准的规范以及众多带I2C接口的外围器件，形成了较为完善的串行扩展总线。 I2C总线（总线（Inter IC Bus）是）是PHILIPS公公司推出的两线串行多主总线。司推出的两线串行多主总线。 I2C总线最总线最显著的特点是规范的完整性，结构的独显著的特点是规范的完整性，结构的独立性和用户使用时的立性和用户使用时的“傻瓜傻瓜”化。化。 I2C总线有严格的规范：接口的电器特性、总线有严格的规范：接口的电器特性、信号时序、信号传输的定义、总线状态信号时序、信号传输的定义、总线状态设置、总线管理规则及总线状态处理等。设置、总线管理规则及总线状态处理等。I2C总线结构I2C总线通过两根线：串行数据线SDA和串行时钟线SCL，在总线连接的器件之间传信息，采用软件寻址方式识别每个器件。I2C是多主机总线。可以由所连的多个器件分时控制总线。单片机A将信息送至B：A(主器件)寻址B（从器件）；A(发送方)把数据传至B（接收方）；A终止传送。单片机A从B接收信息：A(主器件)寻址B（从器件）；A(接收方)接收B（发送方）数据；A终止接收。串行数据线SDA和串行时钟线SCL都是双向I/O线，通过上拉电阻接正电源电