单片机_第9章IO接口扩展概述

1、,AT89S51有4个I/O口P0P3，真正用作I/O口线的只有P1口的8位I/O口线和P3口的某些位线。因此，外部I/O接口的扩展。 9.1 I/O接口扩展概述 9.1.1 扩展的I/O接口功能 1、实现和不同外设的速度匹配 大多数外设的速度很慢，无法和s量级的单片机速度相比。单片机在与外设间进行数据传送时，只有在确认外设已为数据传送做好准备的前提下才能进行数据传送。外设是否准备好，就需要I/O接口电路与外设之间传送状态信息，以实现单片机与外设之间的速度匹配。,2、输出数据锁存 由于单片机工作速度快，数据在数据总线上保留的时间十分短暂，无法满足慢速外设的数据接收。I/O电路应具有数据锁存器，

2、以保证接收设备接收。 3、输入数据三态缓冲 输入设备向单片机输入数据时，但数据总线上面可能“挂”有多个数据源，为不发生冲突，只允许当前正在进行数据传送的数据源使用数据总线，其余的应处于隔离状态。, 9.1.2 I/O端口的编址 一、I/O接口(Interface)和I/O端口(Port)的概念。 I/O端口：简称I/O口，指具有端口地址的寄存器或缓冲器。 I/O接口：是指单片机与外设间的I/O接口芯片。 一个I/O接口芯片可以有多个I/O端口，如并行扩展芯片8255的数据口、命令口、状态口等。 二、I/O端口编址 有两种方式：独立编址与统一编址。 1、独立编址方式 I/O寄存器地址空间和存储器

3、地址空间分开编址，但需专门读写I/O的指令和控制信号。 2、统一编址方式 I/O寄存器与数据存储器单元同等对待，统一编址，不需要专门的I/O指令。, 9.1.3 I/O数据的传送方式 为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。 1、同步传送方式(无条件传送) 当外设速度和单片机的速度相比拟时，常采用同步传送方式，如单片机和外部数据存储器之间的数据传送。 2、查询传送方式(条件传送，异步式传送) 查询外设“准备好”后，再进行数据传送。优点：通用性好，硬件连线和查询程序十分简单；缺点：效率不高。 3、中断传送方式 外设准备好后，发中断请求，单片机进入与外

4、设数据传送的中断服务程序，进行数据的传送。中断服务完成后又返回主程序继续执行。工作效率高。, 9.2 可编程并行I/O接口芯片82C55 9.2.1 82C55 芯片介绍 82C55是Intel生产的可编程并行I/O接口芯片，具有3个8位的并行I/O口，3种工作方式，可通过编程改变其功能，因而使用灵活方便，通用性强。 8255是IBM PC的标准元件之一，从80年代中期到90年代中期停产，在日本、台湾都大量生产过，加上Intel自己的产品，8255是产量最大的标准PC外围IC，所以市场上有大量拆板翻新货。,一、工作状态选择表,二、可向82C55控制寄存器写入两种不同的控制字 1、工作方式选择控

5、制字,2、PC口按位置位/复位控制字 PC口操作除了可访问PC口寄存器外；还可通过控制寄存器，对PC口中任何一位，进行置位或复位。,【例9-2】 AT89S51向82C55的控制字寄存器写入什么控制字， 使PC3置1、PC4清0。 程序段如下： MOVDPTR，#H ； 控制寄存器端口地址 ；H送DPTR MOV A，#07H MOVX DPTR，A；控制字07H送控制字寄存器 ；把PC3置1 MOVDPTR，#H ； 控制字寄存器端口地址 ；H送DPTR MOV A，#08H MOVXDPTR，A；控制字08H送控制字寄存器；把PC4清0, 9.2.4 AT89S51单片机与82C55的接口

6、设计,1、硬件接口电路 2、端口地址 地址选择线 A1/A0接P0.1/P0.0 CS接P0.7，未用到的线全为1， 所以： PA口：FF7CH PB口：FF7DH PC口：FF7EH 控制口：FF7FH,【例9-4】要求82C55工作在方式0，且PA口作为输入，PB口、PC口作为输出，程序如下： MOVA，#90H ；控制字送A MOVDPTR，#0FF7FH；控制寄存器地址FF7FHDPTR MOVXDPTR，A；方式控制字控制寄存器 MOVDPTR，#0FF7CH；PA口地址FF7CHDPTR MOVXA，DPTR；从PA口读入数据A MOVDPTR，#0FF7DH；PB口地址FF7DH

7、DPTR MOVA，#data1；要输出的数据#data1A MOVXDPTR，A；将#data1送PB口输出 MOVDPTR，#0FF7EH；PC口地址DPTR MOVA，# data 2；数据#data 2A MOVXDPTR，A；将数据#data 2送PC口输出, 9.4 利用74LSTTL电路扩展并行I/O口 在单片机应用中，有些场合需要降低成本、缩小体积，这时采用TTL电路、CMOS电路锁存器或三态门电路也可构成各种类型的简单输入/输出口。 如图9-20所示为一个利用74LS244和74LS273芯片，将P0口扩展成简单的输入/输出口的电路。 74LS244和74LS273的工作受A

8、T89S51的P2.0、WR、RD三条控制线控制。 74LS244是单向八总线缓冲器(三态同相输出)，作为扩展输入口，8个输入端分别接8个按钮开关。 74LS273是8D锁存器，扩展输出口，接8个LED发光二极管，以显示8个按钮开关状态。,输入口(74LS244)、输出口(74LS273)地址均为FEFFH/0000H。,9.5 用AT89S51单片机的串行口扩展并行口 串行口的方式0为同步移位寄存器工作方式，用于I/O扩展，波特率为fosc/12。数据由RXD端(P3.0)输入，同步移位时钟由TXD端(P3.1)输出。 9.5.1 用74LS165扩展并行输入口 74LS165是8位并行输入

9、串行输出的移位寄存器。 当74LS165的S/L端为低时，并行输入端的数据被置入寄存器；当S/L =1，且时钟禁止端(15脚)为低时，允许TXD(P3.1)移位时钟输入，在该脉冲作用下，数据由右向左方向(朝H方向)移动。,TXD与所有74LS165的CP相连；RXD与74LS165的串行输出端QH相连；P1.0与 S/L相连，控制74LS165的串行移位或并行输入；当扩展多个8位输入口时，相邻两芯片的首尾(QH与SIN)相连，即级联。,【例9-10】从16位扩展口读入5组数据（每组2B），把它们转存到内部RAM 20H开始的单元。 MOVR7，#05H；设置读入组数 MOV R0，#20H；设

10、置内部RAM数据区首址 START：CLR P1.0；并行置入数据，S/L =0 SETB P1.0；允许串行移位，S/L =1 MOV R2，#02H ；设每组字节数， 即74LS165的个数 RXDATA：MOV SCON，#10H ；设置串口方式0，允许接收 WAIT： JNB RI，WAIT；未接收完一帧，循环等待 CLR RI；RI标志清“0”，准备下次接收 MOV A，SBUF；读入数据 MOV R0，A；送至RAM缓冲区 INC R0；指向下一个地址 DJNZ R2，RXDATA；未读完一组数据， 继续 DJNZ R7，START ；5组数据未读完重新并行置入 ；对数据进行处理,9.5.2 用74LS164扩展并行输出口 74LS164是串入并出移位寄存器。 在CP端的上升沿，数据由左向右方向(朝QH方向)移动，A/B端数据移到QA端。CLR=0时将所有输出清0。,【例9-11】将内部RAM单元30H、31H的内容经串行口由74LS164并行输出的子程序。 START： MOVR7，#02H；设置要