MCS51单片机并行接口的扩展与应用课件

§9-1I/O端口概述I/O端口的概念—INPUT/OUTPUT；I/O端口的功能：

1.地址译码和I/O端口设备选择功能

2.输入与输出功能

3.信息电平转换功能,如TTL-RS232-485等

4.联络功能

5.可编程功能I/O端口的分类：

1.专用接口MAX2322.通用接口8255A等§9-1I/O端口概述I/O端口的概念—INPUT/OUT1§9-28255A并行接口的扩展可编程输入/输出接口芯片；3个8位I/O口:A、B、C，其中C口可位操作；管脚：

1.D0-D7三态双向数据线；

2.PA0-PA7A口输入/输出端；

3.PB0-PB7B口输入/输出端；

4.PC0-PC7C口输入/输出端；

5.\CS片选；

6.\RD读信号；

7.\WR写信号；

8.RESET复位信号端，高电平有效；

9.A0,A1地址线。一、可编程并行接口8255A§9-28255A并行接口的扩展可编程输入/输出接口芯片；2§9-28255A并行接口的扩展二、8255A的内部结构端口A、B、C的特点：A口具有8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器；B口具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器；C口具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器；(不锁存)A口和B口总是作为数据输入/输出端口，C口有时作为控制信号和状态信号的输入/输出端口。工作方式控制电路A组控制A和C的上半部，B组控制B和C的下半部，控制电路根据寄存器内的数据控制A和B口的工作方式，也可控制C口的位操作。总线缓冲器一端作为8255A与单片机的数据总线的接口，另一端与A、B、C和控制字寄存器相连，作为单片机与I/O端口和控制字寄存器之间的数据缓冲器。§9-28255A并行接口的扩展二、8255A的内部结构端3§9-28255A并行接口的扩展三、8255A的存储器地址8255A工作模式：模式0—基本I/O控制；模式1—触发式I/O控制；模式2—触发式双向I/O口控制(只有A口有)§9-28255A并行接口的扩展三、8255A的存储器地址4§9-28255A并行接口的扩展四、8255A的工作方式0工作方式0—基本输入/输出模式：①具有3个8位端口，(A、B、C)或2个8位端口（A、B口）和2个4位端口(C口的上半部和下半部)；②任意一个端口都可以设定为输入或输出，各端口的输入/输出状态可构成16种组合；③数据输出均带有输出锁存器，输入数据仅A口具有输入锁存器、B和C只带有输入缓冲器。在工作方式0状态下，A、B、C都可作为I/O端口，没有设置控制/状态信号，单片机可通过访问外存储器指令，对任一端口进行读/写操作。如：对将A、B、C口设置为基本输入输出状态，A为输入，B、C为输出，则其控制字为：#90H§9-28255A并行接口的扩展四、8255A的工作方式05四、8255A的工作方式0§9-28255A并行接口的扩展C口具有位操作功能，通过控制位操作控制字将其某一位可置位或清零。如将PC4清零，则：向工作方式寄存器写入：#00001000B即：#09H，如将PC7置位，则写入：#00001111B即#0FH四、8255A的工作方式0§9-28255A并行接口的扩展6五、8255A的工作方式1§9-28255A并行接口的扩展工作方式1—选通工作方式：①3个端口分为两组，A组和B组。A组由A口和C口上半部分组成，B组由B口和C口的下半部分组成；②每组包括一个8位数据端口和一个4位控制/状态端口；③每个8位数据端口均可设置为输入或输出，输入、输出均可锁存；④C口没有用作控制/状态信号的位仍可作为I/O端口。方式1输入控制/状态信号图方式1输入时控制/状态信号的功能：\STB选通信号，用来将外来数据输入锁存器；IBF输入缓冲器满信号，由8255A输出；INTR中断请求信号，8255A输出，向CPU申请中断；INTE中断允许信号，高电平时允许中断；\STB有效使IBF置位，表示数据已经输入到输入锁存器。IBF、INTE为高电平时，INTR置位，可申请中断。\RD的下降沿将INTR复位，上升沿将IBF复位。五、8255A的工作方式1§9-28255A并行接口的扩展7六、8255A的工作方式1方式1输出时控制/状态信号的功能：\OBF输出缓冲器满信号选通信号，低电平有效；\ACK外设响应信号，低电平有效；INTR中断请求信号，8255A输出，向CPU申请中断；INTE中断允许信号，高电平时允许中断；错误六、8255A的工作方式1方式1输出时控制/状态信号的功能：8七、8255A的工作方式2方式2为双向数据传送方式，仅适用于A口：①有一个8位双向数据端口(A)和一个5位控制/状态信号端口(C)；②输入、输出均锁存；③C口没有用作控制/状态信号的位仍可用作I/O端口。方式2各信号的功能：\OBF输出缓冲器满信号，低电平有效；\ACK外设响应信号，低电平有效；INTR中断请求信号，向CPU申请中断；INTE1,28255A内部与输入缓冲器有关的中断允许触发器，输出为1时，允许输入中断请求。分别由PC6和PC4控制置位/复位。\STB选通输入控制信号，低电平有效。\IBF输入缓冲器满信号，高电平有效。错误七、8255A的工作方式2方式2为双向数据传送方式，仅适用于9八、8031与8255A的接口8031与8255A的接口原理图八、8031与8255A的接口8031与8255A的接口原理10八、8031与8255A的接口图示8255A的地址为：0XXXXXXXXXXXXX00A口

0XXXXXXXXXXXXX01B口

0XXXXXXXXXXXXX10C口

0XXXXXXXXXXXXX11控制字寄存器

8031与8255A的接口电路同单片机CPU与I/O端口之间的数据传送方式有关，可分为：无条件传送方式、查询传送方式和中断传送方式。在无条件传送方式下，8255A与单片机之间无需状态/控制信号连接，CPU可以随时对I/O端口进行访问；而对于后两种，需要有状态信号或中断请求信号线相连。在单片机访问8255A的I/O端口前，要先进行设置8255A的工作方式和各I/O口的输入/输出状态，即对8255A进行初始化。设A口、B口、C口为基本输入/输出方式，A口为输入，B口、C口为输出，则：MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#90HMOVX@DPTR,A八、8031与8255A的接口图示8255A的地址为：11§9-38155并行接口的扩展一、并行接口芯片8155

具有两个8位端口和256字节的RAM及一个14位的计数器。

1、管脚：

AD0-AD7：三态地址/数据线；

PA0-PA7：A口输入/输出管脚；

PB0-PB7:B口输入/输出管脚；

PC0-PC5：C口输入/输出管脚或控制信号线；当C口作为控制信号线时，功能为：

PC0,INTRA:A口中断请求信号线；

PC1,BFA:A口缓冲器满信号线；

PC2,\STBA:A口选通信号线；

PC3,INTRB:B口中断申请信号线；

PC4，BFB:B口缓冲器满信号；

PC5,\STBB:B口选通信号线；

\CE：片选信号线；

\RD，\WR:读、写控制信号线；

ALE：地址锁存信号线

TIMERIN:定时/计数器输入端；

\TIMEROUT：定时/计数器输出端；

RESET:复位信号线

IO/\M：I/O端口与RAM选择。§9-38155并行接口的扩展一、并行接口芯片8155122、内部结构

8155内包括两个8位并行I/O端口，一个6位并行I/O端口，256B的RAM，一个地址锁存器，一个14位的定时/计数器和控制逻辑电路。一、并行接口芯片8155

在控制信号中，IO/\M为I/O端口和存储器选择信号，当该管脚为1时，CPU选择对I/O端口和片内的状态/控制寄存器进行读写操作；当改为0时，CPU选择对存储器进行读写操作。2、内部结构一、并行接口芯片8155在控制信号13一、并行接口芯片81558155I/O端口和寄存器的地址表8155I/O端口的工作方式可分为基本输入、输出工作方式和选通工作方式，这两种工作方式与8255A的工作方式0和工作方式1具有相同的时序。与8255A不同的是，在选通工作方式时，8155的输入/输出共用一组控制/状态信号。一、并行接口芯片81558155I/O端口和寄存器的地址表14一、并行接口芯片81553、8155的工作方式

8155内有一个命令/状态控制器，该寄存器分为两部分：一个为控制命令寄存器，只能写入，不能读出，用于选择I/O端口的工作方式，格式如上图。另一个为状态标志寄存器，只能读出，不能写入，用于存放A口和B口的工作状态，其格式如上图。一、并行接口芯片81553、8155的工作方式15一、并行接口芯片81554、8155的定时器

8155内设置了一个14位的定时/计数器，用于对外部输入的脉冲计数或定时。脉冲信号有TIMERIN进入，由TIMEROUT管脚输出。其定时器/计数器的格式为：

其中，T13-T0为计数器的长度，其范围为：02-3FFFH，M2、M1用于设置定时器的输出方式。一、并行接口芯片81554、8155的定时器其16一、并行接口芯片8155定时器的输出方式一、并行接口芯片8155定时器的输出方式17二、8155与8031的接口由于8155内部有地址锁存器，故不需要加74373等地址锁存器即可直接连线。二、8155与8031的接口由于8155内部有地址锁存器，故18二、8155与8031的接口数据存储器的地址为：7E00-7EFFH命令/状态寄存器为：7FF8HPA口:7FF9HPB口：7FFAHPC口：7FFBH定时器低8位：7FFCH定时器高8位：7FFDH

设8155的A口、B口为基本输入输出方式，A口为输入，B口为输出，定时器输出方波，输入脉冲为24分频，则8155的初始化为：

MOVDPTR,#7FFCHMOVDPTR,#7FF8HMOVA,#18HMOVA,#0C2HMOVX@DPTR,AMOVX@DPTR,AINCDPTRMOVA,#40HMOVX@DPTR,A二、8155与8031的接口数据存储器的地址为：7E00-719§9-4键盘与数码管显示器的接口及编程一、键盘的接口电路1、按键电路和消除抖动2、独立式键盘和行列式键盘§9-4键盘与数码管显示器的接口及编程一、键盘的接口电路20一、键盘的接口电路独立式按键行列式按键一、键盘的接口电路独立式按键行列式按键21一、键盘的接口电路3、非编码式键盘的工作方式：①程序扫描键盘；②中断扫描方式。键盘处理程序包括：①判断是否有按键被按下；②消除抖动；③求键值；④等待闭合键的释放。一、键盘的接口电路3、非编码式键盘的工作方式：22一、键盘的接口电路键盘举例原理图一、键盘的接口电路键盘举例原理图23二、数码管显示的接口电路8155与单片机相连，扩展6位数码管显示的原理图二、数码管显示的接口电路8155与单片机相连，扩展6位数码管24二、数码管显示的接口电路键盘与动态数码管显示的接口电路二、数码管显示的接口电路键盘与动态数码管显示的接口电路25§9-5微型打印机的并行接口及编程TPuP_40A是采用单片机控制的智能打印机，具有8位Centronic并行接口和RS232兼容的串行口，打印指令丰富。TPuP_40A的主要功能为：①8位的Centronic并行接口和RS232兼容的串行口；②指令丰富，格式简单；③可产生标准的ASCII码和128个非标准字符/图样，以及16个用户自定义的字符。④具有图形打印功能；⑤字符和点阵图形的高和宽都具有放大功能（×2,×3,×4）⑥可通过命令选择每行中的点行数及行间距；⑦有水平和垂直制表功能；⑧具有重复打印功能；⑨自动识别错误命令格式。

§9-5微型打印机的并行接口及编程TPuP_40A是采用26§9-5微型打印机的并行接口及编程

打印机的并行接口与Centronic标准兼容，数据/命令和控制信号通过一个20芯扁平电缆输入到打印机中去，电缆插座如图所示。§9-5微型打印机的并行接口及编程打印机的并27

打印机的并行接口与Centronic标准兼容，如图所示接口图，时序图。打印机的并行接口与Centronic标准兼容，28二、微型打印机的打印命令及打印字符

TPuP_40A的打印命令为一个命令节和若干个参数组成，格式为：CCXX0-XXn，其中：CC为命令是代码，00-FFH；XXn为参数字节，n=0-255。

二、微型打印机的打印命令及打印字符TPuP29二、微型打印机的打印命令及打印字符

TPuP_40A打印机打印的字符包括3部分：10H-1FH：用户自定义代码，允许用户定义16个代码字符；20H-7FH：标准ASCII码；80H-0FFH:非ASCII码，包括少量汉字、希腊字母和一些特殊图符。二、微型打印机的打印命令及打印字符TPuP_40A打印机打30二、TPuP_40A与8031的接口：打印机通过8255A与单片机相连，8255的PA口与打印机的数据输入口DB0-DB7相连，PC0与打印机的\STB相连，8031的\INT0与打印机的BUSY相连，CPU通过8255的PA口送出打印数据，由PC0产生\STB信号，通过8031的\INT0端口查询BUSY信号，当BUSY为低电平时，输出打印数据或命令。二、TPuP_40A与8031的接口：打印机通过8255A与31二、TPuP_40A与8031的接口—打印举例：PRINT_CHR:MOVA,#82H MOVDPTR,#7FFFH MOVX@DPTR,AMOVR7,#08HMOVDPTR,#CHR_TABPRI_LOOP:MOVA,#00HMOVCA,@A+DPTRACALLCHR_OUT