扩展及应用课件.ppt

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1、关于扩展及应用第1页，此课件共34页哦7-1 I/O的扩展 例例：用：用4 4个发光二极管对应显示个发光二极管对应显示4 4个开关的开合状态。个开关的开合状态。如如P1.0P1.0合则合则P1.4P1.4亮。亮。MCS-51P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.01.1.无条件传送方式：指示灯立即反映开关状态。无条件传送方式：指示灯立即反映开关状态。ORG 0000HAJMP MAINORG 0100HMAIN：ORL A，#0FH MOV P1，AMOV A，P1SWAP A MOV P1，ASJMP MAIN一、IO直接使用第2页，此课件共34页哦2.2.中断传送方

2、式：中断传送方式：先设好开关状态，然后发出中断请求信号，改变指示灯亮灭状态。先设好开关状态，然后发出中断请求信号，改变指示灯亮灭状态。ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP IOINT ORG 0100HMAIN：SETB IT0 SETB EX0 SETB EAHERE：SJMP HERE ORG 0500HIOINT：MOV A，#0FFH MOV P1，A MOV A，P1 SWAP A MOV P1，A RETIP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0INT0MCS-51K+5V第3页，此课件共34页哦二、为什么要扩展IO接口：三、

3、IO扩展的相关技术：1、接口与端口；2、总线隔离技术；3、IO编址技术：独立和统一；四、IO的控制方式:1、无条件传送；2、查询方式；3、中断方式；第4页，此课件共34页哦7-2 简单I/O口扩展用74系列器件扩展并行I/O口，常用并行I/O扩展芯片，如74LS244、74LS245、273、74LS377等1、74LS377（输出）第5页，此课件共34页哦2、74LS244（输入）第6页，此课件共34页哦 3、扩展实例高位地址组合法，如图所示：第7页，此课件共34页哦输入：74LS244扩展K0K7并由P2.0+RD端，全0时，74LS244选通读入K0K7状态。实现：MOV DPTR，#F

4、EFFHMOVX A，DPTR；读入输出：74LS273扩展LED0LED7并由P2.0+WR端，全0时，74LS273将P0口数据送出，控制LED0LED7实现：MOVX DPTR，A；输出第8页，此课件共34页哦&7-3 可编程并行接口8255A1、8255A的基本性能 可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。8255A具有三个相互独立的输入/输出通道：通道A、通道B、通道C。A，B，C三通道可以联合使用，构成单线

5、、双线或三线联络信号的并行接口。此时C口完全服务于A、B口。A口有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。B口有两种工作方式：方式0、方式1。第9页，此课件共34页哦2、8255A内部结构 8255A内部结构由以下四部分组成：数据端口A、B、C；A组控制和B组控制；读/写控制逻辑电路；数据总线缓冲器。结构如图所示 第10页，此课件共34页哦 端口A：包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入锁存器，可作为数据输入或输出端口，并工作于三种方式中的任何一种。端口B：包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入缓冲器，可作为数据输入或输出端口，但不能工作于方式2。端口

6、C：包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入缓冲器，可在方式字控制下分为两个4位的端口（C端口上和下），每个4位端口都有4位的锁存器，用来配合端口A与端口B锁存输出控制信号和输入状态信号，不能工作于方式1或2。A组和B组控制的作用如下：A组 控 制 逻 辑 控 制 端 口 A及 端 口C的 上 半 部；B组控制逻辑控制端口B及端口C的下半部。第11页，此课件共34页哦方式选择控制字：方式选择控制字：第12页，此课件共34页哦C端口置1置0控制字：端口C的数位常常作为控制位来使用，所以，在设计8255A芯片时，应使端口C中的各位可以用置1置0控制字来单独设置。其具体格式如下图

7、所示。注意：C端口置1置0控制字尽管是对端口C进行操作，但此控制字必须写入控制口，而不是写入C端口。第13页，此课件共34页哦工作方式：工作方式：1）方式）方式0是一种基本输入或输出方式，它适用于无需握手信号的简单输入输出应用场合，端口A、B、C都可作为输入或输出数据使用，输出有锁存而输入无锁存。2）方式）方式1也称选通的输入/输出方式。在这种方式下，无论是输入还是输出都通过应答关系实现，这时端口A或B用作数据口，端口C的一部分引脚用作握手信号线与中断请求线。若端口A工作于方式1,则B可工作于方式0；若端口B工作于方式1,则A可工作于方式0或余下的13位可工作于方式0；若端口A和B同时工作于方

8、式1,端口C余下的两位还可用于传送数据或控制信号。第14页，此课件共34页哦3）方式）方式2也称选通的双向I/O方式，仅适用于端口A，这时A口的PA7-PA0作为双向的数据总线，端口C有5条引脚用作A的握手信号线和中断请求线，而B口和C口余下的3位仍可工作于方式0或1。它可以认为是方式1输出和输入的组合但有以下不同：(1)当CPU将数据写入A口时，尽管OBF变为有效，但数据并不出现在PA7-PA0上，只有外设发出ACKA 信号时，数据才进入PA7-PA0。(2)输出和输入引起的中断请求信号都通过同一引脚输出，CPU必须通过查询OBF和IBF状态才能确定是输入引起的中断请求还是输出引起的中断请求

9、。(3)ACKA 和STBA 信号信号不能同时有效，否则将出现数据传送“冲突”。第15页，此课件共34页哦3、MCS-51和8255A的接口方法 如图所示为MCS-51和8255A的一种接口逻辑。PA口、PB口、PC口、控制口的地址分别为：7FFCH、7FFDH、7FFEH、7FFFH。第16页，此课件共34页哦假设图中8255A的PA口接一组开关，PB接一组指示灯，如果，要将MCS-51的寄存器R2的内容送指示灯显示，将开关状态读入MCS-51的累加器A，则8255初始化和输入/输出程序如下：ORG 1000HR8255：MOV DPTR，#7FFFH；MOV A，#98HMOVX DPTR

10、,AMOV DPTR,#7FFDHMOV A,R2MOV DPTR,AMOV DPTR,#7FFCHMOVX A,DPTRRET第17页，此课件共34页哦*&7-4 可编程并行接口芯片8155与8255A相比，8155具有更强的功能，可以扩展单片机的I/O口、定时器、外部数据存储器RAM。1 1、81558155芯片的构成芯片的构成1）逻辑结构2）引脚图3）接口信号第18页，此课件共34页哦8155芯片的内部结构256B256B静态静态RAMRAM A A 定时器定时器B B C C 口APA0PA7口BPB0PB7PC0PC5口CIO/MAD0AD7CEALERDWRRESET定时器输入定时

11、器输出接单片机接外设接外设接外设第19页，此课件共34页哦8155引脚功能PC3PC4 PC5 IO/MCERDWRALEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7VssVccPC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08155TIMER INRESETTIMER OUTAD0-AD7AD0-AD7三态地址三态地址/数据线数据线 IO/M IO/M端口端口/存储存储器选择器选择 RD RD读读ALEALE地址锁存地址锁存允许允许写写 WR WR选片选片 CE CE定时器输定时器输入入TIMER INTIMER IN定时

12、器输定时器输出出TIMER OUTTIMER OUTPA0-PA7PA0-PA7A A口端口线口端口线PB0-PB7PB0-PB7B B口端口线口端口线PC0-PC5PC0-PC5C C口端口线口端口线第20页，此课件共34页哦PA0-PA7端口A的I/O线（8位，接外设）PB0-PB7端口B的I/O线（8位，接外设）PC0-PC5端口C的I/O线（6位，接外设）AD0-AD7三态地址/数据复用线（8位，一般接单片机P0口，CPU与8155之间的地址、数据、命令、状态等信号都通过它来传送）端口/存储器 选择控制“0”选择片内RAM “1”选择片内I/O口TIMER IN8155片内定时器/计数

13、器的计数脉冲输入引脚TIMER OUT8155片内定时器/计数器的计满回零输出引脚分别是对8155片内的RAM或I/O口的的读、写控制信号ALE地址锁存引脚选片RESET复位引脚IO/MRD、WRCE第21页，此课件共34页哦2 2、81558155的的RAMRAM和和I/OI/O口地址口地址RAMRAM地址-当IO/M 加低电平：此时AD0-AD7上得到的地址值是指8155的某一RAMRAM单元的地址，地址范围是：0000 0000-1111 1111分别指向8155 RAM 的256个存储单元。I/OI/O口地址口地址-当IO/M 加高电平：此时AD0-AD7（仅用到低三位AD2、AD1、

14、AD0）上得到的地址值是指8155的某一I/O口的地址，具体端口地址分配是：第22页，此课件共34页哦8155的RAM和I/O口编址 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1AD0I/O端口 0 0 0命令/状态寄存器 0 0 1PA口 0 1 0PB口 0 1 1PC口 1 0 0计数器低8位 1 0 1计数器高6位第23页，此课件共34页哦3 3、81558155的使用的使用1）8155内RAM的使用：与一般外部数据存储器的使用基本一样，唯一区别是事先要使IO/M 为低电平。2）8155各端口的使用：A、B、C各端口可工作于不同的工作方式，使用前要进行初始化（写命令字到命令口

15、）。第24页，此课件共34页哦 4、扩展电路的连接实例扩展电路的连接实例 1）以高位地址直接作为IO/M信号扩展，接口电路非常简单，基本上是相同信号对接，如图：8031803181558155RESETRDWRALEP2.4P0.0P0.1P0.2P.03P0.4P0.5P0.6P0.7RESETRDWRALEIO/MCEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7口APA0PA7口BPB0PB7PC0PC5口C第25页，此课件共34页哦2）多芯片扩展8031 373G27166116(2)6116(1)8155P0P2.2-P2.0PSENALEWRRDABCG2AG2BG1P1.0A0

16、A7A8A10D7D0D7D0D7D0 CECECEOEA0A7A8A10WEWEOEOEWERDALEAD0AD7CEY2Y1Y0+5VIO/MPAPBPCP2.3P2.4P2.5P2.6P2.7第26页，此课件共34页哦上图中的各扩展地址分别为：8155：0000H0000H、0001H0001H、0005H0005H8031的P2.7-P2.3=00000时，选中8155，在此前提下，当8031的P0口输出地址是XXXXX000-XXXXX101，且IO/M=1时，选中8155的各端口，即：当IO/M=0时，选中8155的RAM单元，所以：其内部RAM地址范围是：0000H-00FFH。

17、P2.7 P2.0 P0.7 P0.0 P2.7 P2.0 P0.7 P0.0 端口端口 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0（0000H）命令口 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1（0001H）PA口 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0（0002H）PB口 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1（0003H）PC口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0（0004H）计数器

18、低 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1（0005H）计数器高第27页，此课件共34页哦61166116（1 1）：）：0800H-0FFFH0800H-0FFFH61166116（2 2）：）：1000H-17FFH1000H-17FFH分析：根据74LS138，8031的P2.7-P2.3=00001时，选中6116（1），在此前提下，加上P2.2-P2.0，P0.7-P0.0低位地址，既有：6116（1）的地址范围是：0000 1 000 0000 0000-0000 1 111 1111 1111 即：8000H-FFFFH。6116（2）同

19、理可得：1000H-17FFH：第28页，此课件共34页哦3）常用I/O口综合扩展线选法80316116CE8255CS8155IO/M CECE8253CS0832P2.3P2.4P2.0P2.5P2.6P2.7第29页，此课件共34页哦线选法译码地址外围器件外围器件地址选择线（地址选择线（A15A0）片内地址单元单元数地址编码地址编码61161111 0AAA AAAA AAAA2KF000F7FFH82551110 1111 1111 11AA4EFFCEFFFH 8155 RAM1101 111 0 AAAA AAAA256DE00DEFFH8155 I/O1101 1111 1111

20、 1AAA6DFF8DFFDH08321011 1111 1111 11111BFFFH82530111 1111 1111 11AA47FFC7FFFH第30页，此课件共34页哦80316264CE8255CS8155IO/M CECE8253CS0832P2.5P2.6P2.7P2.0ABCG2AG2BG1Y0Y1Y2Y3Y4+5V138译码法第31页，此课件共34页哦译码法译码地址外围器件外围器件地址选择线（地址选择线（A15A0）片内地址单元单元数地址编码地址编码6264000A AAAA AAAA AAAA8K00001FFFH8255 0011 1111 1111 11AA43FF

21、C3FFFH 8155 RAM 0101 111 0 AAAA AAAA2565E005EFFH8155 I/O 0101 1111 1111 1AAA65FF85FFDH0832 0111 1111 1111 111117FFFH8253 1001 1111 1111 11AA49FFC9FFFH第32页，此课件共34页哦本章小结1、程序存储器扩展设计，EPROM外特性介绍（2716、2732、2764），8031单片机最小系统设计，扩展设计2、数据存储器和外部I/0端口扩展设计，RAM外特性介绍（6116、6264），扩展设计 3、外部I/0端口扩展技术介绍重点：存储器扩展电路设计及连线，译码地址和译码范围，MCS-51 单片机P0、P1口的功能。难点：译码地址和译码范围，端口的灵活应用。第33页，此课件共34页哦感谢大家观看感谢大家观看第34页，此课件共34页哦