现代轮机监控技术第8章.ppt

现代轮机监控技术,主讲人：甘辉兵 邮箱: QQ:45936073 手机轮机工程学院 轮机自动化教研室 远航楼2区205,现代轮机监控技术,本课程主要内容,第一章 MCS-51单片机的硬件结构 第二章 MCS-51单片机的指令系统 第三章 汇编语言程序设计 第四章 存储器与单片机的连接 第五章 MCS-51中断系统 第六章 定时器/计数器 第七章 MCS-51与 A/D和D/A的接口 第八章 MCS-51扩展I/O接口,第八章 并行I/O接口,8-1 概述 8-2 MCS51内部并行I/O口 8-3 并行I/O接口芯片8255 8-4 8031单片机与8255的接口,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,接口CPU与外设间信息交换的桥梁,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,一、I/O接口的作用 1.实现与不同外设之间的速度匹配 2.改变数据传送方式: 串到并、并到串 3.改变信号的性质和电平 数据和控制信号：TTL电平，0：3.4V 外设信号：0：24V,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,二、外部设备的编址 I/O接口（Interface）：CPU和外设间的I/O接口芯片； I/O端口（Port）：简称I/O口，带有端口地址的寄存器或缓冲器； 一个I/O接口可以有多个I/O端口：数据口 命令口 状态口 外设编址：对所有I/O接口中的端口编址 （1）外设端口单独编址 优点：不占用存储器地址； 缺点：要有I/O访问指令； Z80指令： IN A，（n） OUT （n），A,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,（2）外设与存储器统一编址 优点：（1）指令通用，外设端口信息处理能力增强； （2）无需专用I/O指令 （3）I/O 口数量不受限制 缺点：占用部分存储器地址，译码电路复杂；,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,（2）外设与存储器统一编址 优点：（1）指令通用，外设端口信息处理能力增强； （2）无需专用I/O指令 （3）I/O 口数量不受限制 缺点：占用部分存储器地址，译码电路复杂；,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,三、I/O 数据的四种传送方式 1. 同步传送 ：无条件传送 （1）外设工作速度非常快 （2）外设工作速度非常慢 MOV DPTR #0FF00H MOVX A, DPTR,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,三、I/O 数据的四种传送方式 2.异步传送 ：条件传送或查询式传送 CPU需要I/O为 外设提供状态 和数据两个端 口； 优点：通用性好，硬件接线和查询程序简单； 缺点：效率低；,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,三、I/O 数据的四种传送方式 3.中断传送：利用CPU本身的中断功能和I/O接口的中断功能 来实现对外设I/O数据的传送； 优点：提高CPU的工作效率；,8.1 概述,第八章 并行I/O接口,三、I/O 数据的四种传送方式 4.DMA传送：DMADirect Memory Access 要依靠带有DMA功能的CPU和专用DMA控制器实现。 MCS51无此功能 DMA请求是一种 特殊的中断请求。,8.2 MCS51内部并行I/O口,第八章 并行I/O接口,8.2 MCS51内部并行I/O口,第八章 并行I/O接口,对于8031，工作时必须外挂存储器，一般情况下 P0 :数据/地址(低8位）总线 P1: 数据输入/输出 P2: 地址（高8位）总线 P3: 功能引脚,8.2 MCS51内部并行I/O口,第八章 并行I/O接口,三种操作方式： 输出数据：把输出数据写入端口锁存器； MOV P0， A 读端口数据：仅对端口锁存器中数据进行读入； MOV A, P1 读端口引脚：从端口引脚线上读如信息； MOV P1， #0FH MOV A， P1,MCS51并行I/O口的扩展,第八章 并行I/O接口,通过不可编程芯片扩展：244、373 不可编程：芯片的功能由硬件完全决定 通过可编程芯片扩展：8155、8255 可编程：芯片的功能可通过控制命令字进行设置,MCS51并行I/O口的扩展,第八章 并行I/O接口,（1）I/O口对外部三态门的接口,MOV DPTR， #7FFFH MOVX A, DPTR,MCS51并行I/O口的扩展,第八章 并行I/O接口,（2）I/O口对外部锁存器的接口,MOV DPTR， #7FFFH MOVX A, DPTR,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,特点：可为外设提供3个8位I/O端口； 允许采用同步、异步和中断方式传送I/O数据； 一、内部结构和引脚功能 1、内部结构 （1）A口、B口和C口：各自功能不同； （2）A组控制器和B组控制器：控制字寄存器+控制逻辑 （3）数据缓冲器：双向8位缓冲器，传送控制字、状态字和数据字； （4）读写控制逻辑：接收读写命令和选口地址，控制8255A读写；,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,2、引脚功能 （1）数据总线：8条，D7D0 （2）控制总线：6条 RESET:复位线 CS：片选线 RD和WR：读写控制线； A0和A1：地址线，选择A口、B口和C口及控制字寄存器 （3）并行I/O总线：3组 PA7PA0：双向I/O总线；输入、输出、输入/输出 PB7PB0：双向I/O总线；输入、输出方式 PC7PC0：双向数据/控制总线；模式0为I/O数据总线，模式1或模式2为控制/状态总线,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,8-1,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,二、8255A控制字和状态字 （1）方式控制,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,二、8255A控制字和状态字 （2） C口单一置复位控制字,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,二、8255A控制字和状态字 例：若8255A控制字寄存器选口地址为FBH，试写出令PC3先置“1”和后置“0”的程序； MOV R0， #0FBH MOV A, #07H MOVX R0, A MOV A, #06H MOVX R0, A END,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,二、8255A控制字和状态字 （3） 8255A状态字 在模式1工作时，读C口得到相应的状态字;,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,二、8255A控制字和状态字 （3） 8255A状态字 在模式2工作时，读C口得到相应的状态字;,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,三、8255A工作模式：模式0、模式1、模式2 （1）模式0 A、B、C三个端口均为独立的基本输入/输出口 例：三个口均为输入口，控制字为9BH 三个口均为输出口，控制字为80H A、CH为输出，B、CL为输入，控制字为83H MOV R0，0FBH MOV A, #83H MOVX R0, A,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,三、8255A工作模式：模式0、模式1、模式2 （1）模式1 A、B口为独立的选通输入/输出方式;常用于传送和它们相连外设的I/O数据；C口作为握手联络线，以实现中断方式传送I/O数据；,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,三、8255A工作模式：模式0、模式1、模式2 （1）模式1 选通输入方式：,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,三、8255A工作模式：模式0、模式1、模式2 （1）模式1 选通输出方式：,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,三、8255A工作模式：模式0、模式1、模式2 （1）模式2 A口独有的工作模式，为选通双向输入/输出方式； C口用作选通信号 PA7PA0：双向I/O总线，输入时受STBA和IBFA控制；输出时受OBFA和ACKA控制；,8.3 并行I/O接口芯片8255A,第八章 并行I/O接口,8.4 8031单片机与8255A的接口,第八章 并行I/O接口,8.4 8031单片机与8255A的接口,第八章 并行I/O接口,8255A的PA口地址为7CH，PB口地址为7DH，PC口地址为 7EH，控制字