《单片机原理及接口技术》课件第九章 常用接口扩展

第九章MCS-51单片机与常用可编程接口芯片的扩展应用技术基本要求：能熟练地使用常用接口芯片8255、8155、8279、

8253；熟悉A/D和D/A转换原理，能正确画出以上各类芯片与单片机的连接，并正确使用。

常用接口芯片概述通用I/O接口（可编程）：并行I/O接口----8255/8255A、8279

定时/计数器----8253(T0、T1、T2)RAM/IO/CTC扩展器----8155

串行通信接口----8251A

中断控制器----8259A简单接口（锁存器、缓冲器）：

74LS377、74LS273、74LS244、74LS245一、8255内部结构A组控制B组控制A口上C口下C口B口数据总线缓冲器读/写扩展逻辑DB0-7/RD/WRA0A1RESET/CSPA7-PA0PC7-PC4PC3-PC0PB7-PB0图9-1第一节可编程并行接口8255的扩展应用技术数据总线缓冲器(DBUS缓冲)读/写控制逻辑A组控制线路和B组控制线路A口、B口、C口主要组成：8255工作方式:

方式A口B口C口方式0基本I/O基本I/O基本I/O

方式1应答式I/O应答式I/O作A、B口应答信号方式2应答双向作A口应答信号二、8255A的外部引脚信号（40引脚,双列直插式）40个管脚去掉3个并行口（24根）后剩下8根：VCC、GND、RESET、/RD、/WR、/CS、A1、A0A1A0：地址选择端

00------A口

01------B口

10------C口

11------控制口三、8255的编程控制字1.方式控制字1D6D5D4D3D2D1D0下C口1=输入0=输出B口1=输入0=输出B口方式0=方式01=方式1A口方式00=方式001=方式11*=方式2A口1=输入0=输出上C口1=输入0=输出图9-3(a)2.C口置位/复位字0***D3D2D1D0置位/复位1=置位0=复位位选择000---PC0001---PC1010---PC2011---PC3100---PC4101---PC5110---PC6111---PC7图9-3(b)四、8255工作方式：方式0、方式1、方式2注：1B口无方式2工作方式2每种方式下的控制字管脚含义由下图所示PC4PC5PC3INTEAPA7-0PC6，72I/OINTRA/STBAIBFAPC2PC1PC0INTEBPB7-0INTRB/STBBIBFB

方式1输入左图为A口，右图为B口图9－4方式1时输入端口对应的控制字图9－5方式1时输出端口对应的控制字

图9－6方式1的两种组合

图9－8方式2的控制字及控制信号

例1.8255与8031连接如图7-11所示

1.试确定8255A的端口地址

2.欲使A口:方式0.输出口.B口:方式1.输入口.

上C口:方式0.输入口.

试初始化编程

3欲使8051内部RAM30H的内容通过PA口输出，试编程

4.欲使PC3向外输出一个正脉冲信号，试编程.五、8255的扩展应用举例

/RD/WRP0.7P0.6…P0.1P0.08031ALEP2.7D7Q7D6Q674LS373D1Q1D0GQ0/RD/WRPA7-08255A1PB7-0A0D7D6PC7-0D0/CS………1.确定地址

P2P00*************00A口

01B口

10C口

11控制口7FFCH(0000H)7FFDH(0001H)7FFEH(0002H)7FFFH(0003H)A口7FFCH(0000H)B口7FFDH(0001H)C口7FFEH(0002H)控制口7FFFH(0003H)MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#07HMOVX@DPTR,AACALLDELAY1DECAMOVX@DPTR,AACALLDELAY23.MOVA,30HMOVDPTR,#7FFCHMOVX@DPTR,A2.MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#8EHMOVX@DPTR,A题意改成：编程，从B口输入一个数？例2设单片机通过8255来控制一顺序控制过程，该系统连接如图9－12，A口输出6路顺序控制信号，以指示灯指示，6道工序，每道工序时间为10秒。PC0输入启动信号，PC7输入停止信号，分别与SA1和SA2相连。试编写此应用程序。图9－128255A的应用举例（2）端口的工作方式为方式0，A口为输出口，C口为输入口，

8255的控制字为89H。（1）分析8255四个端口的地址为：××××，××00，××××，××00BA口地址：FCFCH××××，××00，××××，××01BB口地址：FCFDH××××，××00，××××，××10BC口地址：FCFEH××××，××00，××××，××11B控制寄存器地址：FCFFH（３）程序如下：

ORG0100HMA：MOVDPTR，#0FCFFH；控制寄存器地址

MOVA，#89H；控制字

MOVX@DPTR，A；控制字送控制寄存器

MOVDPTR，#0FCFEH；C口地址

QD：MOVXA，@DPTR；读C口

JNBACC.0，QD；判断有无启动信号LOOP：MOVDPTR，#0FCFCH；A口地址

MOVA，#01H；第一路控制信号LOOP1：MOVX@DPTR，A；输出第一路控制信号

ACALLDELAY；延迟10秒

RLA；下一路控制信号

JNBACC.6，LOOP1；判断6路控制信号有无输出完

MOVDPTR，#0FCFEH；C口地址

MOVXA，@DPTR；读C口

JBACC.7，TZ；判断有无停止信号

SJMPLOOP；无停止信号则进行下一轮控制

TZ：MOVDPTR，#0FCFCH；有停止信号则使A口输出清零

CLRAMOVX@DPTR，ASJMP$ORG1000H；延时子程序DELAY：MOV22H，#50HL1：MOV21H，#100HL2：MOV20H，#250HL3：NOPNOPDJNZ20H，L3DJNZ21H，L2DJNZ22H，L1RET例3举例说明工作方式1时，查询式数据输入/输出的编程方法。8255与8031的连接如图9-12所示，但输入/输出口的设置为：A口为输入口，B口为输出口，C口作为查询状态口。解：通过分析四个端口的地址为：

A口：FCFCH；B口：FCFDH；C口：FCFEH；控制口：FCFFH（1）设置工作方式

MOVDPTR，#0FCFFHMOVA，#10111101B；送方式1，A口入，B口出

MOVX@DPTR，A；控制字→8255（2）输入操作

MOVDPTR，#0FCFEH；C口地址→DPTRLOOPI：MOVA，@DPTR；从C口取状态字

ANLA，#20H；检测状态字IBFA（D5位）状态，

JZLOOPI；如IBFA=0，等待数据输入，

MOVDPTR，#0FCFCH；如IBFA=1，CPU可以从A口读入数据

MOVXA，@DPTR；（3）输出操作（若输出数据存于R1中）

MOVDPTR，#0FCFEH；C口地址→DPTRLOOPO：MOVA，@DPTR；从C口取状态字

ANLA，#02H；检测B（D1位）

JNZLOOPO；若≠0，等待CPU送出新的数据；

MOVDPTR，#0FCFD；若=0表示CPU已将数据8255B口

MOVA，R1；

MOVXA，@DPTR；数据从8255B口输出一、8155内部结构及引脚IO/MALE/CE/RD/WRRESETTIMERINTIMEROUTAD0-AD7第二节可编程8155的扩展应用技术

256*8静态RAMA定时器BCIO/MAD0-7/CEALE/RD/WRRESETPA0-7PB0-7PC0-5TIMERINTIMEROUT图9-138155内部结构二、8155的地址编码及工作方式1.地址编码A7A6A5A4A3A2A1A0I/O口*****000命令状态口

001PA口

010PB口

011PC口

100定时器低8位

101定时器高8位2.命令寄存器格式TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA定义A口0=输入，1=输出B口中断：0=禁止；1=允许A口中断：0=禁止；1=允许定义B口0=输入，1=输出定时器命令定义C口00=ALT101=ALT210=ALT311=ALT4D7D6D5D4D3D2D1D0PC2PC100011011ALT1ALT2ALT3ALT4PC0入出AINTRAINTRPC1入出ABFABFPC2入出A/STBA/STBPC3入出出BINTRPC4入出出BBFPC5入出出B/STBTM2TM100----空操作

01----停止

10----回0时停止

11----启动3.状态寄存器格式*TIMER

INTEBINTRINTEAINTRBBFBABFAD7D6D5D4D3D2D1D0定时器中断标志B口中断允许标志B口缓冲器空/满标志A口缓冲器空/满标志A口中断允许标志B口中断请求标志A口中断请求标志4.定时器时间常数寄存器M1M2T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3T2T1T000----单方波01----连续方波0----单脉冲11----连续脉冲（1）8155的定时器/计数器是减法计数，而MCS－51的定时器/计数器却是加法计数，因此，确定计数初值的方法是不同的。（2）MCS－51的定时器/计数器有多种工作方式，而8155的定时器/计数器则只有一种固定的工作方式，即14位计数。（3）MCS－51的定时器/计数器有两种计数脉冲。但8155的定时器/计数器，不论是定时工作还是计数工作，都需由外部提供计数脉冲，其信号引脚就是TIMERIN。（4）MCS－51的定时器/计数器，当计数溢出自动置位TCON寄存器的计数溢出标志位(TF)，以供用户查询或中断处理使用；但8155的定时器/计数器，计数溢出时向芯片外部输出一个信号（TlMEROUT）。三、定时/计数器注：1、8155的定时器/计数器是一个14位的减法计数器，由两个8位寄存器构成，以其中的低14位组成计数器，剩下的两个高位(M2，M1)用于定义计数器输出的信号形式。2、8155的定时器/计数器与MCS－51单片机芯片内部的定时器/计数器，在功能上是完全相同的，同样具有定时和计数两种功能，但是，在使用上却与MCS－51的定时器/计数器有许多不同之处，具体表现在：例48031与8155的连接如图9－18所示。要求8155的工作方式为PA口为输入方式，PB口为输出方式，PC口为输出方式，禁止中断。要求对计数脉冲进行千分频，即计数1000个脉冲后，电平状态变化，并重新置数以产生连续方波。解：由图9－18可以看出8155的RAM地址为7E00H～7EFFH，I/O口地址为7F00H～7F05H。图9－18四、8155的扩展应用举例

MOVDPTR，#7F00H；命令/状态寄存器地址MOVA，#0C2H；命令字MOVX@DPTR，A；装入命令字MOVDPTR，#7F04H；计数器低8位地址MOVA，#0E8H；低8位计数值MOVX@DPTR，A；写入计数值低8位INCDPTR；计数器高8位地址MOVA，#43H；高8位计数值MOVX@DPTR，A；写入计数值高8位例5在单片机实验开发装置上实现变速的“8”字循环显示。首先以“8”字显示20ms的速度循环10次，然后变为慢速，以每个“8”字显示0.1秒的速度循环一次，然后再变为快速循环，如此不断重复，试编此有关的程序。单片机实验器和LED显示器通过8155连接，设连接图如图9－19所示。已知时钟频率为12MHz，LED为其阳极器件，“8”的显示代码为80H。图9-198031通过8155与LED显示器的连接电路

1控制寄存器，PA，PB，PC，定时器高位和定时器低位分别为0000H，0001H，0002H，0003H，0004H和0005H。28155控制字应规定A口为输出(D0=l)，C口为ALT2，即输出方式(D3D2=01)，不需要中断，所以控制字为00000101B即05H。3单片机时钟为l2MHz，用T1作定时，设置为工作方式l，则其工作方式字为l0H20ms的定时初值为：－＝45536=B1E0H对于0.1秒延时，由于不能直接用定时器产生，因此要用软件计数器，用20ms定时5次来获得0.1秒。4在中断服务程序中处理“8”字的快或慢速循环显示．为了区分这两种情况，利用程序状态寄存器PSW中的用户标志位F0，令F0=0为慢速显示，F0=l为快速显示。程序编制如下：ORG0000HLJMPMAINORG00lBHLJMPTlORGl000HMAIN：MOVSP，#52HMOVA，#05HMOVR0，#00HMOVX@R0，A；装8155控制字MOVTMOD，#10HMOVTH1，#0B1HMOVTL1，#0E0HMOVIE，#88H；开中断MOVA，#80H；“8”字显示代码INCR0；A口地址MOVX@R0，Ａ；输出字形码MOV

A，#01H；LED最右一位位码MOV

R0，#03H；C口地址MOVX

@R0，A；位码输出MOV

R1，#10；快速循环10次MOV

R2，#5；慢速定时计数5次SETB

F0；先实现快速显示SETB

TR1SJMP$ORG1500HMOVTH1，#0B1HMOVTL1，#0E0HJNBF0，SLOW；F0为零转慢速JNBACC.5，NEXT2；设显示一遍，转出MOVA，#01H；显示一遍，重开始DJNZR1，NEXT3；不是10次，转出CLRF0；已l0次，转慢速MOVR1，#10；重装R1值SJMPNEXT3SLOW：DJNZR2，NEXT4；0.l秒不到，转出JNBACC.5，NEXT1；设显示一遍，转出MOVA，#0lH；显示一遍SETBF0；转为快速MOVR2，#05；重装R2值NEXT1：MOVR2，#05NEXT2：RLANEXT3：MOVX@R0，ANEXT4：RETI例68031与8155的接口如图示，试确定端口地址P0.0-P0.7ALEP2.7P2.0/WR/RDRESETAD0-AD7PAALE/CEPBIO/M/WRPC/RDRESETTINTOUT886命令状态口：7F00HPA口：7F01HPB：7F02HPC：7F03H定时器低：7F04H定时器高：7F05H80318155P2P00******1*****000001010011100101（1）把立即数72H送入8155片内RAM的20H单元MOVDPTR，#7E20HMOVA，#72HMOVX@DPTR,A（2）设8155的A口为选通输入方式,不允许中断,B口为基本输出方式,定时器对输入脉冲12分频输出连续方波.MOVDPTR,#7F04HMOVA,#0CHMOVX@DPTR,AINCDPTRMOVA,#40HMOVX@DPTR,AMOVDPTR，#7F00HMOVA,#CAHMOVX@DPTR,A第三节可编程键盘/显示器接口8279的扩展应用技术

利用前两节类似的方法了解8279的内部结构、外部引脚、使用方法及与MCS-51单片机的连接，下面直接举例。例7.在图9－24中，8279的命令/状态口地址为______H，数据口地址为______H，编写相关的初始化程序、显示器更新子程序、键输入中断服务程序

7FFFH7FFEH图9－24键盘/显示器与8279的接口电路（1）初始化子程序8279：MOVDPTR，#7FFFH；清除命令送8279MOVA，#0DlHMOVX@DPTR，AWNDU：MOVXA，@DPTR；等8279清除结束

JBACC.7，WNDUMOVA，#00H；方式命令送8279MOVX@DPTR，AMOVA，#34H；fosc=l2MHz时钟编程命令

MOVX@DPTR，AMOVIE，#84H；允许8279中断

RET（2）8279显示器更新子程序RDIR：MOVDPTR，#7FFFH；写显示RAM命令8279MOVA，#90HMOVX@DPTR；AMOVR0，#78H；显示缓冲器首地址s送R0MOVR7，#08HMOVDPTR，#7FFEHRDLO：MOVA，@R0；取显示数据

ADDA，#05H；加偏移量

MOVCA，@A+PC；查表转换为段数据8279MOVX@DPTR，AINCR0DJNZR7，RDLORETSEG：DB3FH，06H，5BH，4FH；根据硬件线路设计的字形数据

DB66H，6DHDB7DH，07H，7FH，,6FHDB77H，7CHDB39H，5EH，79H，71HDB73H，3EHDB,31H，6FH，lC，23H，40H，03HDB18H，38H，00H（3）键输入中断眼务子程序PKEY1：PUSHPSWPUSHDPLPUSHDPHPUSHACCPUSHBSETBPSW.3；选工作寄存器区1MOVDPTR，#7FFFH；读FIFO状态字

MOVXA，@DPTRANLA，#0FHJZPKYR；判FIFO中是否有数据?MOVA，#40H；读FIF0命令8279MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#7FFEH；读数据

MOVXA，@DPTRMOVR2，AANLA，#38H；计算键号

RRARRARRAMOVB，#04HMULABXCHA，R2ANLA，#07HADDA，R2MOVR0，#40H；键号(40H）指出的环形缓冲器单元

MOV@R0，AINCR0MOVA，R0ANLA，#3FH；环形缓冲器指针处理(设缓冲器区为30H～3FH)ORLA，#30HMOV40H，ASETBC；置标志供主程序查询处理

POPBPOPACCPOPDPHPOPDPLPOPPSWPKYR：RETI第四节可编程定时/计数器8253的扩展应用技术例8.用图9－36中的8253计数器2输出频率为40kHz的方波。程序如下：MOVDPTR，#7FFFH；写方式控制字MOVA，#0B6HMOVX@DPTR，A；MOVDPTR，#7FFEH；写计数初值MOVA，#32HMOVX@DPTR，ACLRAMOVX@DPTR，ASJMP$利用前两节类似的方法了解8253的内部结构、外部引脚、使用方法及与MCS-51单片机的连接，下面直接举例。图9－36MCS-51与8253的接口电路

例9.某单片机系统利用8253，从某时刻起延迟1ms向8031发出中断申请，其硬件电路图仍如图9－36所示。

初始化程序如下：MOVDPTR，#7FFFH；控制寄存器地址送DPTRMOVA，#B1H；控制字送8253控制寄存器MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#7FFEH；初值低8位送计数器2MOVA，#00HMOVX@DPTR，AMOVA，#20H；初值高8位送计数器2MOVX@DPTR，ARET

第五节A/D转换器（ADC0809）ADC0809…………一、ADC0809简介（28管脚）8路模拟输入IN0----IN78路模拟输入选择端ADDCADDBADDA

000----IN0001----IN1

……

111----IN78位分辨率D0---D7START启动转换EOC转换结束OE数据输出锁存ALE地址允许锁存二、转换数据的传送

即：CPU读转换结果有三种方式:

查询方式、中断方式、软件延时方式ALEP08051/WRP2.7/RD/INT0D7Q7D0Q0CLKCBAD7ADC0809D0STARTALEOEEOC++……………8个通道地址：P2P00************0007FF8H7FF9H7FFAH…7FFFH88IN0IN7例10图示，依次对IN0，IN1，…，IN7采样一次，存入

8051片内40H---47H单元中，试编程。

（1）查询方式:MOVR0,#40HMOVDPTR,#7FF8HMOVR7,#08HCLREX0LOOP:MOVX@DPTR,AMOVR2,#20HDELY:DJNZR2,DELYSETBP3.2DONE:JBP3.2DONEMOVXA,@DPTRMOV@R0,AINCR0INCDPTRDJNZR7,LOOP注：如果将EOC连接到P1.0,程序中P3.2改成P1.0。(2)中断方式:ORG0000HAJMPMAINORG0003HAJMPSUBX1MAIN:MOVR0，#40HMOV48H,#08HSETBIT0SETBEASETBEX0MOVDPTR，#7FF8HMOVX@DPTR,ASJMP$SUBX1：MOVXA，@DPTRMOV@R0,AINCR0INCDPTRDJNZ48H,NEXTCLREX0SJMPDONENEXT:MOVX@DPTR,ADONE:RETI(3)延时方式(设ADC0809转换时间200ms)注：EOC不需连接MOVDPTR，#7FF8H