《AT89S52单片机基础项目教程》502-51单片机的IO口的扩展及8255应用

课题序号502教学班级教学课时1教学形式多媒体教学课题名称化工自动投料反应釜控制系统—51单片机的I/O口的扩展及8255应用使用教具课件，多媒体教学教学目的掌握单片机的I/O口的扩展及8255应用教学重点硬件及电路原理图及程序代码分析教学难点8255工作方式及工作方式选择更新、补充、删节内容无课前准备制作课件，整理任务指导书课外作业在这个系统中加上点阵式LCD进行显示系统状态板书设计一、51单片机的I/O口的扩展及8255应用（一）8255芯片简介（二）8255工作方式（三）8255工作方式选择及端口状态设置（四）硬件及电路原理图（五）程序流程图及代码分析教学感想

课堂教学安排教学环节主要教学内容教学手段与方式课程导入（以对比的方式引入本课的主要内容）讲授新课（讲解本课的主要内容）课程小结课后作业单片机单口资源有限，但需要使用更多的端口时，一种方法是可以复用I/O端口，另一种方法是扩展单片机I/O端口，本节课我们将使用8255芯片对单片机端口进行扩展。（一）8255芯片简介Intel公司生产的可编程并行端口芯片8255已广泛应用与实际工程中，例如8255与A/D、D/A转换器配合构成数据采集系统，通过8255连接的两个或多个系统构成相互之间的通信，系统与外设之间通过8255交换信息等，所有这些系统都将8255作为并行端口。8255是通用的可编程并行端口芯片，功能强，使用灵活，适合一些并行输入/输出设备的使用。8255的内部结构8255有3个可编程的并行I/O端口：端口A，端口B，端口C，它们都是8位的，所以每个8255芯片可以提供24个I/O控制引脚。3个端口的输入或输出分别由组A和组B的内部控制寄存器加以设定。其中，端口C的高4位由组A控制，低4位由组B控制。控制电路包括了命令字寄存器，用来存放工作方式控制字。三个端口的特点各不相同，具体如下。端口A：包括8位数据输出锁存和缓冲器和一个8位的数据输入锁存器，可作为数据输入或输出端口，并可以工作方式中的任何一种。端口B：包括8位的数据输出锁存和缓冲器和一个8位的数据输入缓冲器，可作为数据输入或输出端口，不能处于工作方式2。端口C：包括8位的数据输出锁存和缓冲器和一个8位的数据输入缓冲器，可在方式控制字下分为两个4位的端口（C端口的高和低），每个4位的端口都有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，不能工作在方式1和方式2。8255引脚排列8255的引脚排列如上图所示。它采用40引脚的DIP封装或44引脚的PLCC，其引脚定义如表所示，端口的选择如表5-2-1所示。（二）8255工作方式1、工作方式0方式0是一种基本的输入或输出方式，使用与无握手信号的简单的输入/输出的应用场合。在这种方式下，端口按方式选择命令字制定的方式输入或输出，输出时具有端口锁存功能，输入时止呕端口A具有锁存功能。端口C的高4位和低4位可以分别确定输入和输出。表5-2-2列出了方式0下的所有可能的组合方式。2、工作方式1方式1是一种触发式或交互式的方式来与外围设备通信的方式。可以用端口A和端口B来输入数据，当端口A输入的时候，由PC3、PC4、PC5提供交互控制信号；当由端口B输入的时候，由PC0、PC1、PC2提供交互控制信号，PC6、PC7作为一般的I/O位来控制其中的交互控制信号。当端口A输出时，由PC7、PC6、PC3提供交互的控制信号；由端口B输出的时候，由PC0、PC1、PC2提供交互的控制信号，PC4和PC5作为一般的I/O位来控制其中的交互控制信号。3、工作方式2方式2也叫选通的双向I/O方式，仅适用与端口A的PA0~PA7作为双向数据总线，端口C的5个引脚作为A的握手信号和中断请求线，而端口B和C余下的3位仍可工作于方式0或方式1。因为方式1和方式2的应用场合很少，本任务着重介绍通过8255的工作方式0来完成任务要求。（三）8255工作方式选择及端口状态设置1.A端口和B端口的基本输入/输出功能2、C端口的按位的置位/复位功能8255的C端口是可以进行位操作的，可以按位进行设定或清除，只要使用一个输出控制命令就可以实现按位操作的目的，在一些需要对单独的位进行操作的场合，这是相当便利的。其具体操作方式由C端口的置位/复位命令字控制。（四）硬件及电路原理图1.硬件设计涉及的模块主要有：（1）主机模块（2）电源模块（3）显示模块（4）指令模块（5）扩展模块2.电路原理图系统连接框图（五）程序流程图及代码分析1.程序流程图主程序流程图2.程序代码分析具体的程序代码见教材。由于单片机I/O口个数有限，要实现像本任务或者其他任务中出现I/O分配不了的现象，除了第一个任务中将I/O口复用之外，还可以使用8255这样的端口扩展设备将I/O进行扩展。在扩展口的使用中主要将控制字和扩展口的地址区分好，并且对PA、PB、PC三组口I/O特性的命令字设置好。在这个系统中加上点阵式LCD进行显示系统状态对比导入（由端口复用和端口扩展对比引出课程内容）讲授法（结合图着重讲解扩展芯片的内部结构和端口，学生听课、做笔记及思考）讲授法（着重讲解各引脚含义和主要引脚功能）讲授法（着重讲解825