第9章MCS-51并行接口.ppt

1、1,第9章 单片机接口技术,2,9 .1 单片机接口技术概述,一、计算机为什么需要I/O接口电路？ 二、接口和端口的概念 三、I/O数据传送的控制方式,3,一、计算机为什么需要I/O接口电路？,增加I/O口的数量和种类 比如：一个并口扩展成几个口，模数转换、数模转换、串并转换和并串转换等。 速度匹配 输出数据锁存 输入数据三态缓冲 正是由于上述原因, 所以往往在单片机和外设之间设置一个接口电路, 单片机通过接口电路与外设打交道，接口好比单片机的助手。,4,二、接口与端口的概念,接口一般应包含数据寄存器、状态寄存器、命令寄存器，每个寄存器都用相应的地址，这些寄存器又称之为端口。 因此，一个接口往

2、往包含多个端口，对接口的操作往往就是对这些端口的读写操作。 单片机的端口和外部RAM是统一编址的。,5,三、I/O数据传送的控制方式,在计算机中,为了实现数据的输入输出传送,共有3种控制方式： 1、无条件送方式 2、程序查询方式 3程序中断方式,6,学会接口扩展技术的关键,1. 弄清楚各端口的地址； 2. 知道如何对各端口进行读写、控制操 作； 3. 握手信号的时序。,7,学习单片机关键是理解单片机的“思维”方式，具体的知识忘记时，只要这种思维方式不忘记，那么重新捡起来就非常快。,8,9.2 8255A并行接口的I/O 扩展,8255A 逻辑框图 8255A 端口地址和基本操作 8255A 端

3、口的控制 8255A 应用举例,9,9.2 8255A并行接口的I/O 扩展,基本,10,1.8255A并行接口逻辑框图,一个口扩展为三个口，这三个口必然不能同时工作，只能以分时的方式，以时间换空间 如果你是芯片的设计者，你如何设计工作方式？,理解设计者的思想是关键,11,考虑如下问题： 如何才能达到分时操作？ 三个口如何分工？ 如果考虑握手信号，应如何添加握手信号？,1.8255A并行接口逻辑框图,12,如何才能达到分时操作？,口A、口B、口C及控制字口共占4个设备号。,1.8255A并行接口逻辑框图,13,1.8255A并行接口逻辑框图,2. 三个口如何分工？,三个独立的8位I/O端口,口

4、 A、口B、口C。 口C可以进行独立的位操作。 口A功能更强大,14,1.8255A并行接口逻辑框图,3. 如果考虑握手信号，应如何添加握手信号？,在实现高级的传输协议时，口C的8条线分为两组，每组4条线，分别作为口A与口B在传输时的握手信号线。,看懂图后，几乎不需要再去记忆什么东西,15,2 . 8255A 端口地址和基本操作,各个端口的地址： A1 A0 选择口 0 0 A口 0 1 B口 1 0 C口 1 1 控制口,16,8255A BASIC OPERATION,A0 A1 RD# WR# CS# OPERATION,0 0 0 1 0 PORT A = DTAT BUS,0 1 0

5、 1 0 PORT B = DTAT BUS,1 0 0 1 0 PORT C = DTAT BUS,0 0 1 0 0 DTAT BUS = PORT A,0 1 1 0 0 DTAT BUS = PORT B,1 0 1 0 0 DTAT BUS = PORT C,1 1 1 0 0 DTAT BUS = CONTROL PORT,X X X X 1 DTAT BUS = 3 - STATE,1 1 0 1 0 ILLEGAL CONDITION,X X 1 1 0 DTAT BUS = 3 - STATE,2. 8255A并行接口的基本操作,A1 A0 选择口 0 0 A口 0 1 B口

6、 1 0 C口 1 1 控制口,17,3. 8255A 端口的控制 3.1 工作方式选择控制字：,方式0 为 I/O工作方式 方式1 为选通的 I/O工作方式 方式2 为选通的双向 I/O工作方式。,单向,双向,基本,看看例子,18,3.2 口C按位置1和置0控制字 此时D7=0, 向控制口输出此控制字可实现对口C各位单独置1、置0，即位操作。,3. 8255A 端口的控制,19,3.3 8255A的三种工作方式 （1）.方式0：基本输入/输出端口，无应答信号， A、B、C均可设成此方式。,方式0总共有多少种输入输出的组合？,16种,3. 8255A 端口的控制,20,3.3 8255A的三种

7、工作方式 （ 2 ）. 方式1：选通的工作方式，数据传输采用应答方式，口A、口B可工作在此方式下，征用口C部分位作为应答信号。 输入方式：,图9-5方式1输人联络信号,3. 8255A 端口的控制,21,方式1输入方式时序,22,方式1：输出方式,图9-7 方式1输出联络信号,23,方式1输出方式时序,图9-8 B口方式1选通输出的工作示意图,24,3 . 方式2：带选通的双向总线。 只有口A可设成此方式。,图9-9 A口在方式2下的工作示意图,25,4.应用举例 要求8255A工作在方式0，且口为输入，口、C口为输出。执行以下操作：从A口读入数据放入30H中，分别从向B口C口写入数据DATA

8、， DATA。,地址/数据线 独立,返回控制字,26,8155可编程并行接口,一 8155内部结构 二 8155工作方式 三 8031单片机和8155的连接 四 应用举例,27,8155芯片的内部结构,256B 静态 RAM,A,定时器,B,C,口A,PA0PA7,口B,PB0PB7,PC0PC5,口C,IO/ M,AD0AD7,CE ALE RD WR RESET,定时器输入,定时器输出,接单片机,接外设,接外设,接外设,地址低8位/数据线复用,8155可直接与MCS-51单片机连接，不需要增加任何硬件逻辑。,如果你是设计者，你会如何设计它的工作方式？,28,8255A接口逻辑框图,地址/数

9、据线 非复用,29,8155引脚功能,PC3 PC4 PC5 IO/ M CE RD WR ALE AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 Vss,Vcc PC2 PC1 PC0 PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 PB1 PB0 PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0,TIMER IN,RESET,TIMER OUT,8155可直接与MCS-51单片机连接，不需要增加任何硬件逻辑。,30,8155的RAM和I/O口地址分配,31,在8155的控制逻辑部件中，设置有一个控制命令寄存器和一个状态标志寄存器，控制命令寄存器只能写入不能读出

10、。,很多接口芯片都是如此,32,8155H的命令字,图9-13 8155H的命令字,若A口定义为基本输入方式的输出，B口定义为基本输出方式,控制字为？,如果你是设计者，你会如何设计命令字？,33,8155H状态字格式,图9-14 8155H状态字格式,34,定时器/计数器 长度14位，可用来定时或对外部事件计数， CPU可通过程序选择计数长度和计数方式， 计数长度和计数方式由输入给计数寄存器的计数控制字来确定，计数寄存器的格式如下：,35,其中T13T0为计数长度，可表示的长度范围为2H3FFFH，M2、M1用来设置定时器的输出方式。,36,8155定时器方式及相应的输出波形,37,二8155

11、工作方式,其工作方式和8255A类似，也分为基本的I/O和选通I/O方 式，只不过多了一个RAM和定时器的操作。,38,(a)选通I/O数据输入示意图,39,(b)选通I/O数据输出示意图,40,图9-19 8155H和8031的接口电路,41,由此我们得到图中8155的地址编码如下： RAM字节地址： I/O口地址： 命令/状态口： PA口： PB口： PC口： 定时器低8位： 定时器高8位：,42,由此我们得到图中8155的地址编码如下： RAM字节地址： 0000H00FFH I/O口地址： 命令/状态口： 0100H PA口： 0101H PB口： 0102H PC口： 0103H 定

12、时器低8位： 0104H 定时器高8位： 0105H,43,8155RAM编程 例9-4读8155RAM的F1H单元内容,例9-5 将立即数41H写入8155RAM的20H单元,44,程序如下： MOV DPTR，#00F1H ；指向8155的F1H单元 MOVX A， DPTR ；F1H单元内容A,8155RAM编程 例9-4读8155RAM的F1H单元内容,程序如下： MOV A，#41H ；立即数A MOV DPTR，#0020H ；指向8155的20H单元 MOVX DPTR，A ；立即数41H送到8155RAM的20H单元,例9-5将立即数41H写入8155RAM的20H单元,45,

13、四、8155编程举例,例9-3 8155I/O口初始化程序设计 若A口定义为基本输入方式，B口定义为基本输出方式，对输入脉冲进行24分频，则8155的I/O初始化程序如下,46,四、8155编程举例,例9-3.8155I/O口初始化程序设计 若A口定义为基本输入方式，B口定义为基本输出方式，对输入脉冲进行24分频，则8155的I/O初始化程序如下,START： MOV DPTR， #0104H ；指向定时器低8位 MOV A , #18H ；计数常数18H MOVX DPTR, A ；计数常数低8位装入 INC DPTR ；指向定时器高8位 MOV A， #40H ；设定时器连续方波输出 MO

14、VX DPTR， A ；定时器高8位输入 MOV DPTR， #0100H ；指向命令/状态口 MOV A， #0C2H ；命令控制字设定 MOV DPTR， A ；A口为基本输入方式，B口为基本 ；输出 方式，开启定时器。,47,打印机TPP-40A/16A与MCS-51单片机接口(这里暂时作了解),TPP-40A/16A与8031数据总线接口,48,TPP-40A/16A打印机与MCS-51单片机接口 (这里暂时作了解),TPP-40A/16A与8031扩展I/O口连接的接口,49,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1SER ORG 0100H MAIN:MOV IE,14H;中断初始化 MOV IP,00H SETB IT0 MOV DPTR, #0100H;8155控制字初始化，A口C口均为基本输出 MOV A,#05 MOVX DPTR,A MOV DPTR, #0103H;PC口初始化,PC0=1,以免打印机误操作 MOV A,#01 MOVX DPTR,A MOV A,#35H;要显打印的数传给A，主程序用寄存器A与中断程序传递参;数据 LOOP:AJMP $ ORG 0300H INT1SER:MOV DPTR, #0101H；指向PA口 MOVX DPTR,A;要显打印的数传给PA INC DPTR INC D