扩展以及应用

1、关于扩展及应用第一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月7-1 I/O的扩展 例：用4个发光二极管对应显示4个开关的开合状态。 如P1.0合则P1.4亮。MCS-51P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.01.无条件传送方式：指示灯立即反映开关状态。ORG 0000HAJMP MAINORG 0100HMAIN：ORL A，#0FH MOV P1，AMOV A，P1SWAP A MOV P1，ASJMP MAIN一 、IO直接使用第二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月2.中断传送方式：先设好开关状态，然后发出中断请求信号，改变指示灯亮灭状态。 ORG 000

2、0H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP IOINT ORG 0100HMAIN：SETB IT0 SETB EX0 SETB EAHERE：SJMP HERE ORG 0500HIOINT：MOV A，#0FFH MOV P1，A MOV A，P1 SWAP A MOV P1，A RETIP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0INT0MCS-51K+5V第三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月二、 为什么要扩展IO接口：三、IO扩展的相关技术：1、接口与端口；2、总线隔离技术；3、IO编址技术：独立和统一；四、IO的控制方式: 1、无条件传送；

3、2、查询方式； 3、中断方式；第四张，PPT共三十四页，创作于2022年6月7-2 简单I/O口扩展用74系列器件扩展并行I/O口，常用并行I/O扩展芯片，如74LS244、74LS245、273、74LS377等1、74LS377（输出）第五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月2、74LS244（输入）第六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 3、扩展实例高位地址组合法，如图所示：第七张，PPT共三十四页，创作于2022年6月输入：74LS244扩展K0K7并由P2.0+RD端，全0时，74LS244选通读入K0K7状态。实现：MOV DPTR，#FEFFHMOVX A，DPTR

4、；读入输出：74LS273扩展LED0LED7并由P2.0+WR端，全0时， 74LS273将P0口数据送出，控制LED0LED7实现：MOVX DPTR，A；输出第八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月&7-3 可编程并行接口8255A1、8255A的基本性能 可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。 8255A具有三个相互独立的输入/输出通道：通道A、通道B、通道C。 A，B，C三通道可以联合使用，构成单线、

5、双线或三线联络信号的并行接口。此时C口完全服务于A、B口。 A口有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。B口有两种工作方式：方式0、方式1。第九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月2、8255A内部结构8255A内部结构由以下四部分组成： 数据端口A、B、C；A组控制和B组控制；读/写控制逻辑电路；数据总线缓冲器。结构如图所示 第十张，PPT共三十四页，创作于2022年6月端口A：包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入锁存器，可作为数据输入或输出端口， 并工作于三种方式中的任何一种。 端口B： 包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入缓冲器，可作

6、为数据输入或输出端口， 但不能工作于方式2。端口C： 包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入缓冲器， 可在方式字控制下分为两个4位的端口（C端口上和下），每个4位端口都有4位的锁存器， 用来配合端口A与端口B锁存输出控制信号和输入状态信号，不能工作于方式1或2。A组和B组控制的作用如下：A组控制逻辑控制端口A及端口C的上半部；B组控制逻辑控制端口B及端口C的下半部。 第十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月方式选择控制字： 第十二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月C端口置1置0控制字： 端口C的数位常常作为控制位来使用，所以，在设计8255A芯片时，应使端

7、口C中的各位可以用置1置0控制字来单独设置。其具体格式如下图所示。 注意：C端口置1置0控制字尽管是对端口C进行操作，但此控制字必须写入控制口，而不是写入C端口。 第十三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月工作方式： 1）方式0是一种基本输入或输出方式，它适用于无需握手信号的简单输入输出应用场合， 端口A、B、C都可作为输入或输出数据使用，输出有锁存而输入无锁存。2）方式1也称选通的输入/输出方式。在这种方式下，无论是输入还是输出都通过应答关系实现， 这时端口A或B用作数据口，端口C的一部分引脚用作握手信号线与中断请求线。 若端口A工作于方式1,则B可工作于方式0； 若端口B工作于方式1

8、,则A可工作于方式0或余下的13位可工作于方式0； 若端口A和B同时工作于方式1,端口C余下的两位还可用于传送数据或控制信号。 第十四张，PPT共三十四页，创作于2022年6月3）方式2也称选通的双向I/O方式，仅适用于端口A， 这时A口的PA7-PA0作为双向的数据总线， 端口C有5条引脚用作A的握手信号线和中断请求线，而B口和C口余下的3位仍可工作于方式0或1。 它可以认为是方式1输出和输入的组合但有以下不同： (1)当CPU将数据写入A口时，尽管OBF变为有效， 但数据并不出现在PA7-PA0上， 只有外设发出ACKA信号时， 数据才进入PA7-PA0。 (2)输出和输入引起的中断请求信

9、号都通过同一引脚输出， CPU必须通过查询OBF和IBF状态才能确定是输入引起的中断请求还是输出引起的中断请求。 (3)ACKA 和STBA 信号信号不能同时有效， 否则将出现数据传送“冲突”。 第十五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月3、MCS-51和8255A的接口方法 如图所示为MCS-51和8255A的一种接口逻辑。PA口、PB口、PC口、控制口的地址分别为：7FFCH、7FFDH、7FFEH、7FFFH。第十六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月假设图中8255A的PA口接一组开关，PB接一组指示灯，如果，要将MCS-51的寄存器R2的内容送指示灯显示，将开关状态读入M

10、CS-51的累加器A，则8255初始化和输入/输出程序如下：ORG 1000HR8255：MOV DPTR，#7FFFH；MOV A，#98HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#7FFDHMOV A,R2MOV DPTR,AMOV DPTR,#7FFCHMOVX A,DPTRRET第十七张，PPT共三十四页，创作于2022年6月*&7-4 可编程并行接口芯片8155与8255A相比，8155具有更强的功能，可以扩展单片机的I/O口、定时器、外部数据存储器RAM。1、8155芯片的构成1）逻辑结构2）引脚图3）接口信号第十八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月8155芯片的内部结构2

11、56B静态RAM A 定时器B C 口APA0PA7口BPB0PB7PC0PC5口CIO/ MAD0AD7CEALERDWRRESET定时器输入定时器输出接单片机接外设接外设接外设第十九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月8155引脚功能PC3PC4 PC5 IO/ MCERDWRALEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7VssVccPC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08155TIMER INRESETTIMER OUTAD0-AD7三态地址/数据线 IO/ M端口/存储器选择 RD读ALE地址锁存

12、允许写 WR选片 CE定时器输入TIMER IN定时器输出TIMER OUTPA0-PA7A口端口线PB0-PB7B口端口线PC0-PC5C口端口线第二十张，PPT共三十四页，创作于2022年6月PA0-PA7端口A的I/O线（8位，接外设）PB0-PB7端口B的I/O线（8位，接外设）PC0-PC5端口C的I/O线（6位，接外设）AD0-AD7三态地址/数据复用线（8位，一般接单片机P0口，CPU与8155之间的地址、数据、命令、状态等信号都通过它来传送）端口/存储器 选择控制 “0”选择片内RAM “1”选择片内I/O口TIMER IN8155片内定时器/计数器的计数脉冲输入引脚TIMER

13、 OUT8155片内定时器/计数器的计满回零输出引脚分别是对8155片内的RAM或I/O口的的读、写控制信号ALE地址锁存引脚选片RESET复位引脚IO/ MRD、WRCE第二十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月2、8155的RAM和I/O口地址RAM地址-当IO/ M 加低电平：此时AD0-AD7上得到的地址值是指8155的某一RAM单元的地址，地址范围是：0000 0000-1111 1111分别指向8155 RAM 的256个存储单元。I/O口地址-当IO/ M 加高电平：此时AD0-AD7 （仅用到低三位AD2、AD1、AD0）上得到的地址值是指8155的某一I/O口的地址，

14、具体端口地址分配是：第二十二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月8155的RAM和I/O口编址 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1AD0I/O端口 0 0 0命令/状态寄存器 0 0 1PA口 0 1 0PB口 0 1 1PC口 1 0 0计数器低8位 1 0 1计数器高6位第二十三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月3、 8155的使用1）8155内RAM的使用：与一般外部数据存储器的使用基本一样，唯一区别是事先要使IO/ M 为低电平。2）8155各端口的使用：A、B、C各端口可工作于不同的工作方式，使用前要进行初始化（写命令字到命令口）。第二十四张，PPT

15、共三十四页，创作于2022年6月 4、扩展电路的连接实例 1）以高位地址直接作为IO/M信号扩展，接口电路非常简单，基本上是相同信号对接，如图： 80318155RESETRDWRALEP2.4P0.0P0.1P0.2P.03P0.4P0.5P0.6P0.7RESETRDWRALEIO/MCEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7口APA0PA7口BPB0PB7PC0PC5口C第二十五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月2）多芯片扩展8031 373G27166116(2)6116(1)8155P0P2.2-P2.0PSENALEWRRDABCG2AG2BG1P1.0A0A7A

16、8A10D7D0D7D0D7D0CECECEOEA0A7A8A10WEWEOEOEWERDALEAD0AD7CEY2Y1Y0+5VIO/ MPAPBPCP2.3P2.4P2.5P2.6P2.7第二十六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月上图中的各扩展地址分别为：8155： 0000H、0001H、0005H8031的P2.7-P2.3=00000时，选中8155，在此前提下，当8031的P0口输出地址是XXXXX000-XXXXX101，且IO/ M=1时，选中8155的各端口，即：当IO/ M=0时，选中8155的RAM单元，所以：其内部RAM地址范围是：0000H-00FFH 。P2

17、.7 P2.0 P0.7 P0.0 端口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 （0000H） 命令口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 （0001H） PA口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 （0002H） PB口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 （0003H） PC口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 （0004H）计数器低 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 （0005H）计数器高第二十七张，PPT共三十四页，创

18、作于2022年6月6116（1）： 0800H-0FFFH6116（2）： 1000H-17FFH分析：根据74LS138，8031的P2.7-P2.3=00001时，选中6116（1），在此前提下，加上P2.2-P2.0，P0.7-P0.0低位地址，既有： 6116（1） 的地址范围是：0000 1 000 0000 0000-0000 1 111 1111 1111 即：8000H-FFFFH。6116（2） 同理可得：1000H-17FFH：第二十八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月3）常用I/O口综合扩展线选法80316116CE8255CS8155IO/M CECE8253C

19、S0832P2.3P2.4P2.0P2.5P2.6P2.7第二十九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月线选法译码地址外围器件地址选择线（A15A0）片内地址单元数地址编码61161111 0AAA AAAA AAAA2KF000F7FFH82551110 1111 1111 11AA4EFFCEFFFH 8155 RAM1101 111 0 AAAA AAAA256DE00DEFFH8155 I/O1101 1111 1111 1AAA6DFF8DFFDH08321011 1111 1111 11111BFFFH82530111 1111 1111 11AA47FFC7FFFH第三十张，PPT共三十四页，创作于2