单片机ch09 8051扩展资源编程

第九章8051扩展资源的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8253CLK

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脚寻址的端口CSA1A0000010011×0101×计数器0计数器1计数器2控制字寄存器本芯片没有被选中CSRDWRA1A0功能01000写入计数器001001写入计数器101010写入计数器201011写入控制字寄存器00100读计数器000101读计数器100110读计数器200111无操作1××××本芯片未被选中011××无操作8285的控制方式和控制字SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCDD7D000选择通道001选择通道110选择通道211无效00计数器锁存，供CPU读取01只读/写计数器低位字节10只读/写计数器高位字节11先读/写计数器低位字节，后读/写高位字节000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式51BCD码计数02进制计数BCD格式说明：①计数值范围：0000～9999H，其中0000表示最大值10000，即104;②当预置了n=1234H，表示预置了一个十进制数1234。二进制格式说明：①计数值范围：0000～FFFFH，其中0000表示最大值65536，即216

②当预置了n=1234H，表示预置了一个十六进制数1234H，即十进制数4660。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：①高电平允许计数；②如果在计数过程GATE为低电平，则暂停计数；③GATE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OUT初始状态：高电平门控信号GATE的作用：①高电平或低电平均不起作用；②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；③在计数过程中，若GATE产生负跳变，不影响计数；④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：①高电平允许计数；②在计数过程中，若GATE变为低电平时，禁止计数；③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：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：①高电平允许计数；②在计数过程中，GATE变为低电平时，禁止计数；③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：①高电平允许计数；②在计数过程中，GATE变为低电平时，禁止计数；③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：

①高电平或低电平均不起作用；②只有在GATE发生由低到高的正跳变，开始计数；③在计数过程中，若GATE产生负跳变，不影响计数；④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。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GATE为低电平或下降沿GATE为上升沿GATE为高电平方式0禁止计数－允许计数方式1－从初始值开始计数，下一个时钟后输出变低－方式2禁止计数，使输出变高从初始值开始计数允许计数方式3禁止计数，使输出变高从初始值开始计数允许计数方式4禁止计数－允许计数方式5－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8253373P0.0-P0.7ALEP2.4DQ0CSA0D0-D7GEAOEWRRDQ1A1+5VP1.76MHz30Px2154GATE0,1,2WRRDP2.5P2.6P2.7CLK0CLK1CLK28初始化8253写入控制字写入计数初值锁计数值读计数值可编程外围并行接口8255B组控制部件A组端口A（8）A组端口C上半部(4)B组端口C下半部(4)B组端口B（8）数据总线缓冲器读写控制部件A组控制部件8位内部数据总线双向数据总线D7-D0A1A0RESETRDWRCSI/OPA7-PA0I/OPC7-PC4I/OPC3-PC0I/OPB7-PB08255A外部引脚与CPU连接的引脚D0~D7: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PA0~PA7、PB0~PB7、PC0~PC74个端口地址：

A口、B口、C口和控制口8255PA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB3信号组合实现的端口操作A1A0RDWRCS操作00010端口A→CPU01端口B→CPU10端口C→CPU00100CPU→端口A01CPU→端口B10CPU→端口C11100CPU→控制寄存器11010非法操作××××1未选中地址线方式选择控制字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方式。方式选择控制字格式下C口I/O1=输入0=输出B口I/O1=输入0=输出B组方式0=方式01=方式1上C口I/O1=输入0=输出特征位D7=1A组方式:00=方式001=方式11x=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000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7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、方式1－选通输入/输出方式输入或输出都通过应答信号实现，端口A和端口B均可工作在此方式。这时端口A或B用作数据口，端口C的部分引脚用作握手信号线与中断请求线。数据口的输入、输出数据都能锁存。1)方式1输入此时PC3~5和PC0~2分别用作A口和B口的状态和控制线,PC6和PC7用作IO线PA7~PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O线&1oRD方式1(A口)PB7~PB08PC2STBBPC1IBFBPC0INTRB&1oRD方式1(B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。PA7~PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O线&1oRD方式1(A口)各应答信号的意义：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1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。PA7~PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O线&1oWR方式1输出(A口)PB7~PB08PC2ACKBPC1OBFBPC0INTRB&1oWR方式1输出(B口)ACK－外设的回答信号，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：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。PA7~PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O线&1oWR方式1输出(A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。PA7~PA01&PC3PC7PC68位ACKAOBFAINTRAI/OPC2~PC0PC5PC4STBAIBFA11&ALE80318255AD7Q7G…RDRDWRWRRESETRESETCS74LS373D0P7…P0Q1Q0A1A0D7…D0EA微型打印机PA7…PA0DB7…DB0PB7…PB0PB7PC0BUSYSTB可编程接口芯片8155（a）逻辑结构（b）引脚图8155口地址分布D7D6D5D4D3D2D1D0TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPAC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（InterICBus）是PHILIPS公司推出的两线串行多主总线。I2C总线最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“傻瓜”化。I2C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压VDD，因此电平取决