第7章80C51单片机的系统扩展m

2023/2/61第7章80C51单片机的系统扩展存储器的扩展7.1输入/输出及其控制方式7.281C55接口芯片及其应用7.3LCD接口及其扩展7.42023/2/627.2输入/输出及其控制方式7.2.1输入/输出接口的功能单片机与输入/输出设备的关系2023/2/63输入/输接口的功能对单片机输出的锁存:74LS273对输入设备的三态缓冲：74LS244信号转换:ADC,DAC,MAX232,74LS164,74LS165时序协调:8155选通工作方式

2023/2/647.2.2单片机与I/O设备的数据传送方式

无条件传送查询状态传送

中断传送

DMA（直接存储器存取）传送2023/2/657.2.3单片机扩展TTL芯片的输入/输出

基本扩展电路

74LS273/CLRCPDQLXXLH

HHHLLHL/HXQ02023/2/66

驱动LED数码管示例

74LS373OELEDQLHHHLHLLLLXQ0HXXZ2023/2/677.3

81C55接口芯片及其应用7.3.181C55的结构及工作方式

81C55的结构及引脚2023/2/68

81C55的内部编制内部RAM地址为00H～FFH内部端口地址

000：命令/状态寄存器

001：A口

010：B口

011：C口

100：计数器低8位

101：计数器高6位及计数器方式设置位2023/2/69

工作方式设置及状态字格式方式设置76543210TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA地址：000PA：A口方向。0--输入；1--输出PB：B口方向。0--输入；1--输出

2023/2/610PC2PC1工作方式说明00ALT1A、B口为基本I/O，C口方向为输入11ALT2A、B口为基本I/O，C口方向为输出01ALT3A口为选通I/O，PC0～PC2作为A口的选通应答B口为基本I/O，PC3～PC5方向为输出10ALT4A口为选通I/O，PC0～PC2作为A口的选通应答B口为选通I/O，PC3～PC5作为B口的选通应答PC1、PC2：C口工作方式设置位

IEA：A口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许。IEB：B口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许。2023/2/611TM2、TM1：计数器工作方式设置位TM2TM1工作方式说明00方式0空操作，对计数器无影响01方式1使计数器停止计数10方式2减1计数器回0后停止工作11方式3未计数时，送完初值及方式后立即启动计数；正在计数时，重置初值后，减1计数器回0则按新计数初值计数2023/2/612状态字格式76543210TIMERINTEBBFBINTRBINTEABFAINTRA地址：000INTRX：中断请求标志BFX：口缓冲器空/满标志INTEX：口中断允许/禁止标志TIMER：计数器计满标志

2023/2/613计数器输出模式1514131211109876543210M2M1T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3T2T1T0M2M1输出方式说明00方式0单方波输出。计数的后半周期输出低电平，计数器回0后输出高电平。（计数初值为奇数时，高电平比低电平的持续期多一个脉冲周期）01方式1连续方波输出（计数值自动重装）。计数前半部分输出高电平，后半部分输出低电平。10方式2单脉冲输出。计数器回0后输出一个单脉冲。11方式3连续脉冲输出（计数值自动重装）。计数器回0后输出单脉冲，又自动向计数器重装原计数值，回0后又输出单脉冲，如此循环。2023/2/614选通I/O方式的组态工作方式PC5PC4PC3PC2PC1PC0ALT1输入ALT2输出ALT3输出BFAINTRAALT4BFBINTRBBFAINTRA选通方式时，C口的PC0～PC5被定义为A或B口选通I/O方式的应答和控制线2023/2/615组态逻辑选通I/O输入(A口)命令字：工作过程：1、输入设备数据8155A口,L8155ASTB2、8155锁存数据到A口，将QABF置1，送H输入设备，QIEA为1时，送INTR(H)CPU3、CPU读8155A口数据,

8155撤销中断请求，

并清零QABF，TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA18H/14HSTBP08031D7|D0PAPC1PC2PC08155输入设备D7-D0BFINTRRDRDRDINT0EA选通I/O输出(A口)命令字：工作过程：1、CPU数据8155A口

8155置INTR=04、8155检测到STB=1、QIEA=1时，送INTR(H)CPU。TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA19H/15H2、8155将QABF置1，A口数据输出设备3、输出设备接收8155A口数据，并送STB(L)8155STBP08031D7|D0PAPC1PC2PC08155输出设备D7-D0BFINTRWRWRWRINT0EA2023/2/6187.3.281C55的接口方法

81C55与单片机的接口片外ROM2023/2/619A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0I/O口0××××××1×××××000命令/状态口

0××××××1×××××001A口

0××××××1×××××010B口

0××××××1×××××011C口

0××××××1×××××100计数器低8位

0××××××1×××××101计数器高6位及方式RAM地址：0111111000000000B（7E00H）~0111111011111111B（7EFFH）I/O端口的地址：

2023/2/620

81C55的键盘及显示接口Open-Collectorbuffers/Drivers8155基本输出应用：交通灯控制8155定时器应用：分频器PA1TrafficLightsPA[0..7]AD[0..7]PA4PA6PA5AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7IOIOALEPA4PA6PA0PA2PA0PA2PA1PA5RSTRSTALEXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51PROGRAM=Trial5_8155.hexIOPTRAMALE11AD[0..7]PA[0..7]PB[0..7]PC[0..5]IO/M7RES4TIN3CS8RD9WR10TOUT6U28155HD2LED-RED南北向东西向交通灯控制数据PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0绿黄红绿黄红X001X00111H，点亮所有红灯X001X10014H，东西绿灯亮，南北红灯亮X001X00/1010H/12H，东西黄灯闪烁，南北红灯亮X100X00141H，东西红灯亮，南北绿灯亮X00/10X00101H/21H，东西红灯亮，南北黄灯闪烁P2.7/CSP2.6-1P2.0IO//MP0.7-3P0.2A2P0.1A1P0.0A08155端口地址01…110…00007F00H|:8155控制端口01…110…00017F01H:8155PA端口两个方向红灯亮开始堆栈、8155初始化东西绿灯亮，南北红灯亮，延时5s东西黄灯闪烁，南北红灯亮，延时2s东西红灯亮，南北绿灯亮，延时5s东西红灯亮，南北黄灯闪烁，延时2s#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definecom8155XBYTE[0x7f00]#definelightXBYTE[0x7f01]voiddelay(ucharN){uintj;while(N--)for(j=0;j<5000;j++)_nop_();}xbyte是absacc.h中的一个宏定义，可用XBYTE[0xnnnn]访问外部RAM2023/2/625voiddelay(ucharN){ucharj;while(N--)for(j=0;j<5000;j++)_nop_();}6:voiddelay(ucharN)C:0x0000AD07 MOVR5,0x07 1TcyC:0x00021F DECR7 1TcyC:0x0003EDMOVA,R5 1TcyC:0x00046010JZC:0016 2TcyC:0x0006E4CLRA 1TcyC:0x0007FEMOVR6,A 1TcyC:0x0008EEMOVA,R6 1TcyC:0x0009C3CLRC 1TcyC:0x000A9488SUBBA,#TCON(0x88) 1TcyC:0x000C7480MOVA,#P0(0x80) 1TcyC:0x000E9493SUBBA,#0x93 1TcyC:0x001050EEJNCdelay(C:0000) 2TcyC:0x001200 NOP 1TcyC:0x00130EINCR6 1TcyC:0x001480F2 SJMPC:0008 2TcyC:0x001622 RET 2TcyN--j<5000延时时间N*5000*11Tcy55000*88*1us5s，一方红灯，一方绿灯

55000*4*1us0.2s，黄灯闪烁时亮或灭voidmain(void){uchari;SP=0x60;com8155=0x01;light=0x11;delay(5);//点亮所有红灯while(1){light=0x14;delay(88);//东西绿灯亮，南北红灯亮for(i=0;i<5;i++)//东西黄灯闪烁5次，南北红灯亮{light=0x12;delay(4);light=0x10;delay(4);}light=0x41;delay(88);//东西红灯亮，南北绿灯亮for(i=0;i<5;i++)//东西红灯亮，南北黄灯闪烁{light=0x21;delay(4);light=0x01;delay(4);}}}2023/2/6277.4

LCD接口及其扩展7.4.1LCD1602模块的外形与引脚

引脚01：VSS，接地引脚引脚02：VDD，接+5V电源引脚03：VL，对比度调整端（接地，对比度最高）引脚04：RS，数据/命令寄存器选择（H，数据；L，命令）引脚05：R/W，读/写选择端（H，读；L，写）引脚06：E，使能端（↓，执行命令）引脚07~14：D0～D7，8位双向数据线引脚15：BLA，背光正极引脚16：BLK，背光负极字段式点阵字符式（1602）点阵图形式（12864）2023/2/628结构框图7.4.2LCD1602模块的组成

对于2行16字符的显示要增加HD44100驱动器HD44780本身可以驱动单行16字符或2行8字符

有的用SPLC780C2023/2/629HD44780

由字符发生器CGROM、自定义字符发生器CGRAM和显示缓冲区DDRAM组成。CGROM存储了不同的点阵字符图形（表7.9

），每一个字符都有一个固定的代码。CGRAM可定义8个字形2023/2/631DDRAM有80个单元，但第1行仅用00H~0FH单元，第2行仅用40H~4FH单元序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光标归位000000001*3输入模式设置00000001I/DS4显示与不显示设置0000001DCB5光标或屏幕内容移位选择000001S/CR/L**6功能设置00001DLNF**7CGRAM地址设置0001CGRAM地址8DDRAM地址设置001DDRAM地址9读忙标志和计数器地址设置01BF计数器地址10写DDRAM或CGRAM10要写的数据11读DDRAM或CGRAM11读出的数据2023/2/632S/CR/L=01右移光标I/DS=10,光标右移一格且地址计数器加1(06H)DCB=111，开显示和光标，光标闪烁（0FH）DLNF=1108位数据，两行，5*7点阵（38H）7.4.3LCD1602模块的命令清屏：DDRAM全写空格，光标回到屏幕左上角，地址计数器清0(01H)；光标归位：光标回到屏幕左上角；输入模式设置：I/D光标移动方向；S全部屏幕。I/DS00，光标左移一格且地址计数器减101，屏幕内容全部右移一格，光标不动10，光标右移一格且地址计数器加1(06H)11，屏幕内容全部左移一格，光标不动显示与不显示设置：D、C、D分别为字符显示、光标显示、光标闪烁开关。DCB=111，显示字符和光标，光标闪烁(0FH)光标或屏幕内容移位选择：S/C屏幕内容/光标移动选择，0移动光标，1移动屏幕内容；R/L移动方向选择，0左移，1右移。S/CR/L=01，右移光标功能设置：DL数据接口位数选择，0为4位，1为8位；N单/双行显示选择，0单行，1双行；F点阵选择，0为5*7点阵，1为5*10点阵。DLNF=110，8位数据，两行，5*7点阵（38H）#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineLCD_DP3sbitRS=P2^5;sbitRW=P2^6;sbitE=P2^7;charcodetab1[]={'W','E','L','C','O','M','E',0x00};charcodetab2[]={'Y','O','U',0x00};2023/2/634接口电路7.4.4LCD1602模块的接口示例

设计要求液晶显示WELCOMEYOUP3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.717P3.616P3.515P2.728P2.526P2.627U1AT89C51GNDD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016LVCCvoiddelay(ucharN){uchari;while(N--)for(i=0;i<250;i++);}voidwrite_cmd(ucharcmd)//写指令{LCD_D=cmd;RS=0;RW=0;E=0;delay(15);E=1;}voidwrite_byte(uchardat)//写字节{LCD_D=dat;RS=1;RW=0;E=0;delay(15);E=1;}voidmain(){uchari;SP=0x70;E=1;write_cmd(0x01);//清屏

write_cmd(0x38);//功能设置:8位数据，两行，5*7点阵

write_cmd(0x0F);//显示设置:开显示和光标，光标闪烁

write_cmd(0x06);//输入模式设置：光标右移1格且地址计数器加1i=0;write_cmd(0x80);//DDRAM地址设置：00H，即第一行1列

while(tab1[i]!=0x00){write_byte(tab1[i]);i++;}i=0;write_cmd(0xC0);//DDRAM地址设置：40H，即第二行1列

while(tab2[i]!=0x00){write_byte(tab2[i]);i++;}while(1);}*LCD12864应用举例

LCD12864点阵模块驱动器控制器名称型态电平功能描述GND－－电源地VCC输入－电源输入（+5V）V0输入－对比度调节/RST输入H/L复位信号VEE输入－负压输入输出端CS1输入H/L片选信号，L,芯片1CS2输入H/L片选信号，L,芯片2RS输入H/L寄存器选择端：H，数据；L，命令R/W输入H/L读/写信号E输入，执行命令DB0～DB7输入/输出H/L数据总线LCD12864液晶模块接口*Vout或名VEE指令名称控制状态代码指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0显示开关设置000011111D显示起始行设置0011L5L4L3L2L1L0页面地址设置0010111P2P1P0列地址设置0001C5C4C3C2C1C0读取状态字01BUSY0ON/OFFRESET0000写显示数据10数据读显示数据11数据

KS0108指令列表

显示开关设置：D=1,开显示；0，关显示。

读状态字：BUSY=1，KS0108忙；0，KS0108闲ON/OFF=1，显示关；0，显示开RESET=0，KS0108正复位；1，KS0108正常工作3FHC0HB8H40H

设计要求：电路设计

显示汉字为宋体16*16点阵，显示内容为“欢迎使用启东计算机总厂生产的DICE系列实验教学仪器!!”用“字模软件”获得，如zimo221ERWRSCS2CS1RSRWECS2CS1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.4P3.6AT89C51GNDVCCCS1CS2GNDVCCV0RSR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7RSTVoutAMPIRE128X6420KTabx[i]送左屏KS0108i++，j--B8H页地址page_a，8页数page_n，数据序号i、奇页标志F0清064每页列数j116汉字列数j，ii1j!=0?YN16j，i+16ij1!=0?YNj1--页地址page_a++列指针清零i1i，F0取反F0F0=0?YNi+16ii+7*16iPage_n!=0?page_n--YN返回半屏显示子程序流程图主程序流程图选择左屏KS0108KS0108初始化：开显示，显示行、列、页地址清0停止显示左屏汉字选择右屏KS0108显示右屏汉字#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitRS=P3^0;sbitRW=P3^1;sbitE=P3^2;sbitCS1=P3^6;sbitCS2=P3^4;ucharcodetab5[]={//空格点阵0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,…//--文字:欢--宋体12，点阵16x160x14,0x24,0x44,0x84,0x64,0x1C,0x20,0x18,0x0F,0xE8,0x08,0x08,0x28,0x18,0x08,0x00,0x20,0x10,0x4C,0x43,0x43,0x2C,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x06,0x18,0x30,0x60,0x20,0x00,…};ucharcodetab6[]={//--文字:使--0x40,0x20,0xF0,0x1C