《新微机原理》PPT课件.ppt
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1、 MCS-51 MCS-51 单片机的系统扩展单片机的系统扩展 内容提要内容提要:7-3 7-3 并行并行I/OI/O端口的扩展方法端口的扩展方法7-4 7-4 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A7-2 7-2 存储器的扩展存储器的扩展7-1 MCS-517-1 MCS-51单片机最小系统单片机最小系统7-5 7-5 键盘接口键盘接口7-6 7-6 显示接口显示接口7-7 A/D7-7 A/D接口接口7-8 D/A7-8 D/A接口接口1/11/20231/11/20231 17-1 MCS-517-1 MCS-51单片机最小系统单片机最小系统对于片内有对于片内有ROMR
2、OM型单片机,其自身可以构成最小系统型单片机,其自身可以构成最小系统 30pF30pF10uF8.2k+5V+5VK8051VssVccRSTXTAL1XTAL2P1.0P1.11/11/20231/11/20232 2 4KB ROM 4KB ROM,256B RAM256B RAM;五源中断系统;五源中断系统;两个十六位加一定时两个十六位加一定时/计数器;计数器;一个全双工串行一个全双工串行UARTUART;四个并行四个并行I/OI/O口。口。该系统的资源如下:该系统的资源如下:1/11/20231/11/20233 3控制总线控制总线 CB CB,ALE ALE、等。等。三总线的概念三总
3、线的概念:地址总线地址总线 AB AB,P0P0口提供(口提供(A7 A0A7 A0););P2 P2口提供(口提供(A15 A8A15 A8),共),共1616位。位。数据总线数据总线 DB DB,P0P0口提供(口提供(D7 D0D7 D0),共),共8 8位。位。1/11/20231/11/20234 4ROMROM、RAMRAM;定时定时/计数器;计数器;MCS-51MCS-51单片机的扩展性能较单片机的扩展性能较强,根据需要,可扩展:强,根据需要,可扩展:并行并行I/OI/O口,串行口;口,串行口;中断系统扩展等。中断系统扩展等。1/11/20231/11/20235 57-2 存储
4、器的扩展程序存储器的作用程序存储器的作用-存放程序代码或常数存放程序代码或常数 表格表格扩展时所用芯片扩展时所用芯片-一般用只读型存储器芯一般用只读型存储器芯 片(可以是片(可以是EPROMEPROM、E E2 2PROMPROM、FLASH FLASH芯片等)芯片等)7.2.1 7.2.1 程序存储器的扩展程序存储器的扩展只能读不能写只能读不能写1/11/20231/11/20236 6扩展时所用芯片扩展时所用芯片1 12764-8K EPROM2764-8K EPROMVPPA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccPGMN.CA8A9A11OEA10CED7D6D5D
5、4D3276427642764引脚功能引脚功能A0A0A12A12地址线地址线 CE CE选片选片 OE OE读读D0D0D7D7数据线数据线编程脉冲编程脉冲输入输入 PGM PGM编程电源编程电源 Vpp Vpp1/11/20231/11/20237 7扩展时所用芯片扩展时所用芯片2 2D7D6D5D4D3D2D1D0G74LS373GND+5VCEQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0当当CE=0CE=0,G=1G=1时,时,输出输出Q=Q=输入输入D(D(透明透明);当当CE=0CE=0,G=0G=0时,时,输出输出Q Q端不变(锁存)端不变(锁存)当当CE=1CE=1,输出高阻态,输出高阻态
6、1/11/20231/11/20238 8.扩展电路连接扩展电路连接单片机单片机 8031P2.0:.A8.ALEPSEN74LS373G2764A7.A0O0.O7P0.0P0.0 :P0.7P0.7OECEQ0.Q7D0.D7 8031 2764 8031 2764数据总线的连接:数据总线的连接:P0.0-P0.7P0.0-P0.7(数据总线)(数据总线)-O0-O7-O0-O7地址总线的连接:地址总线的连接:P0.0-P0.7P0.0-P0.7(地址总线低(地址总线低8 8位)位)-A0-A7A0-A7P2.0-P2.4P2.0-P2.4(地址总线高(地址总线高8 8位中的位中的5 5位
7、)位)-A8-A12-A8-A12控制总线的连接:控制总线的连接:PSENPSEN(程序存储器允许,即读指令)(程序存储器允许,即读指令)-OE -OE ALEALE(地址锁存允许)(地址锁存允许)-接接373373的使能端的使能端G G 经过锁存器经过锁存器373373 A12P2.41/11/20231/11/20239 9单片机单片机 8031P2.0:.A8.ALEPSEN74LS373G2764A7.A0O0.O7P0.0P0.0 :P0.7P0.7OECEQ0.Q7D0.D7A12P2.4一个机器周期ALEPSENP2P0地址地址A8A8A15A15地址地址A8A15A0A0A7A
8、7A0A0A7A7指令码指令码指令码指令码1/11/20231/11/20231010存储器地址分析存储器地址分析-究竟单片机输出什么地址值时,究竟单片机输出什么地址值时,可以指向存储器中的某一单元。可以指向存储器中的某一单元。8031 8031 P2.4 P2.0 P0.7P0.0P2.4 P2.0 P0.7P0.0 选中单元选中单元 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0)A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0)0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9、 0 0(0000H0000H)0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1(0001H0001H)1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0(0002H0002H)2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1(0003H0003H)3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0(0004H0004H)4 4 .1 1 1 1 1 1
10、 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1(1FFFH1FFFH)8K-1 8K-1MOVC A,A+PC MOVC A,A+DPTR1/11/20231/11/20231111程序存储器的作用程序存储器的作用-存放数据,存放数据,扩展时所用芯片扩展时所用芯片 -RAM -RAM7.2.2 7.2.2 数据存储器的扩展数据存储器的扩展可读可写可读可写1/11/20231/11/20231212扩展时所用芯片扩展时所用芯片6264-8K SRAM6264-8K SRAM6264引脚功能A0A0A12A12地址线 CE选片 OE读D0D7数据线N.CA12A7A
11、6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccWECSA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D36264写 WE1/11/20231/11/20231313.扩展电路连接扩展电路连接经过经过373373 A86264WE单片机单片机 8031P2.0:.A8.ALERD74LS373GA7.A0P0.0P0.0 :P0.7P0.7OECEQ0.Q7D0.D7A12P2.4WR8031803162646264数据数据总线的连接:总线的连接:P0.0P0.7P0.0P0.7(数据总线)(数据总线)-D0D7-D0D7 地址地址总线的连接:总线的连接:P0.0P0.0P0.7P0.7(地址
12、总线低(地址总线低8 8位)位)-A0A7A0A7P2.0P2.0P2.4P2.4(地址总线高(地址总线高8 8位中的位中的5 5位)位)-A8A12-A8A12控制总线的连接:控制总线的连接:RDRD(读外部数据)(读外部数据)-OE -OE WRWR(写外部数据)(写外部数据)-WE-WE ALEALE(地址锁存允许)(地址锁存允许)-接接373373的使能端的使能端 G G 1/11/20231/11/20231414一个机器周期ALEPSENP2P0地址A8A15A0A7三态数据D0D7入读外部数据读外部数据RAMRAM时序图时序图RDMOVX A,Ri MOVx A,DPTR1/11
13、/20231/11/20231515一个机器周期ALEPSENP2P0地址A8A15A0A7数据D0D7出 写外部数据写外部数据RAMRAM时序图时序图WRMOVX Ri,A MOVX DPTR,A1/11/20231/11/20231616存储器地址分析存储器地址分析 8031 P2.7 P2.4 P2.0 P0.7 P0.0 8031 P2.7 P2.4 P2.0 P0.7 P0.0 选中单元选中单元 A12 A11 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0)A12 A11 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0)0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
14、 0 0 0 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0(0000H0000H)0 0 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1(0001H0001H)1 1 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0(0002H0002H)2 2 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1(0003H0003H)3 3 0 X X 0 0
15、 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0(0004H0004H)4 4 .0 X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1(1FFFH1FFFH)8K-18K-1 1/11/20231/11/202317177-3 7-3 并口的扩展方法并口的扩展方法1 1、利用、利用TTLTTL、CMOSCMOS集成电路来扩展集成电路来扩展2 2、利用单片机串口扩展、利用单片机串口扩展3 3、利用可编程并行接口芯片来扩展、利用可编程并行接口芯片来扩展并口扩展常用三
16、种方法:并口扩展常用三种方法:1/11/20231/11/20231818一、利用一、利用TTLTTL、CMOSCMOS集成电路来扩展集成电路来扩展1 1、用锁存器扩展简单的、用锁存器扩展简单的8 8位输出口位输出口 8031 P2.7 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 /WR74LS377/ED7 Q7D6 Q6D5 Q5D4 Q4D3 Q3D2 Q2D1 Q1D0 Q0/CP 输出设备输出设备D7D6D5D4D3D2D1D01/11/20231/11/20231919输入输出同时的简单扩展输入输出同时的简单扩展8031 1 1WRRDP2.7G
17、Q0.Q7P0.0.P0.7D0.D7Q0.Q7D0.D7CLK2732441/11/20231/11/20232020扩展技术要点扩展技术要点1 1、确定各锁存器地址、确定各锁存器地址2 2、给定各锁存器读写信号、给定各锁存器读写信号程序程序1:1:ORG 0 ORG 0loop1:loop1:MOV DPTR,#7FFFH MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#3FH MOV A,#3FH CPL A CPL A MOVX DPTR,A MOVX DPTR,A ACALL DELAY ACALL DELAY1/11/20231/11/20232121loop1:MOV DPTR,#
18、7FFFH MOV A,#3FH CPL A MOVX DPTR,A ACALL DELAY MOV DPTR,#0BFFFH MOV A,#06H CPL A MOVX DPTR,A程序程序2:2:1/11/20231/11/20232222 org 0 org 0 MOV DPTR,#0DFFFH MOV DPTR,#0DFFFHPP:MOVX A,DPTRPP:MOVX A,DPTR RRC A RRC A JC PP JC PPloop1:MOV DPTR,#7FFFHloop1:MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#3FH MOV A,#3FH CPL A CPL A MOV
19、X DPTR,A MOVX DPTR,A ACALL DELAY ACALL DELAY MOV DPTR,#0BFFFHMOV DPTR,#0BFFFHMOV A,#06HMOV A,#06HCPL ACPL AMOVX DPTR,AMOVX DPTR,A程序程序3:3:1/11/20231/11/20232323外设与单片机在传输数据速度上存在着一定的差异,为了保证外设与单片机在传输数据速度上存在着一定的差异,为了保证数据能被单片机正确地接收,可采取以下电路:数据能被单片机正确地接收,可采取以下电路:输入设备输入设备STBIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0 8031 P2.6
20、 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 74LS373 GQ7 D7Q6 D6Q5 D5Q4 D4Q3 D3Q2 D2Q1 D1Q0 D01/11/20231/11/20232424输入设备输入设备STBIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0 8031 P2.6 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 74LS373 GQ7 D7Q6 D6Q5 D5Q4 D4Q3 D3Q2 D2Q1 D1Q0 D0在在STBSTB的下降沿的下降沿,将数据锁存入将数据锁存入74LS37374LS373/E/E控制着控制着
21、74LS37374LS373的输出的输出,由由P2.6P2.6和和/RD/RD相或控制相或控制,所以所以,74LS373,74LS373的口地址为的口地址为BFFFHBFFFH。1/11/20231/11/20232525例、设将上图例、设将上图74LS37374LS373中数据送入中数据送入80318031片内数据存储器片内数据存储器中首地址为中首地址为50H50H的数据区。写出相应中断系统初始化及的数据区。写出相应中断系统初始化及中断服务程序。中断服务程序。中断系统初始化程序:中断系统初始化程序:PINT:SETB IT0 ;/INT0选为下降沿触发方式选为下降沿触发方式 SETB EA
22、;CPU开中断开中断 MOV R0,#50H ;置数据区首址;置数据区首址 SETB EX0 ;/INT0中断允许中断允许1/11/20231/11/20232626中断服务程序:中断服务程序:ORG 0003HPINT0:AJMP INT0 ORG 1000HINT0:MOV DPTR,#0BFFFH ;指向;指向74LS373扩展输入口扩展输入口 MOVX A,DPTR ;8031读入数据读入数据 MOV R0,A ;输入数据送数据区输入数据送数据区 INC R0 RETI1/11/20231/11/202327277.3.2 7.3.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255825
23、5的扩展的扩展并行接口电路并行接口电路8255A8255A3 3个端口分成两组,个端口分成两组,24 24个引脚,个引脚,3 3种工作方式种工作方式一、一、8255A8255A的内部结构和外部引脚的内部结构和外部引脚1/11/20231/11/20232828n n D0D7A组组端口端口A数据数据总线总线缓冲器缓冲器内部控制线内部控制线内部数据线内部数据线A组组控制控制A组组端口端口C上部上部B组组控制控制B组组端口端口BB组组端口端口C下部下部读写读写控制控制逻辑逻辑PC0PC3PB0PB7PC4PC7PA0PA7RDWRA0A1CSRESET1/11/20231/11/20232929三
24、、三、8255A8255A的工作方式的工作方式1.1.方式方式0 0:基本输入输出方式基本输入输出方式 适用于无条件传送和查询方式的接口电路。适用于无条件传送和查询方式的接口电路。2.2.方式方式1 1:选通输入输出方式选通输入输出方式 适用于查询和中断方式的接口电路。适用于查询和中断方式的接口电路。3.3.方式方式2 2:双向选通传送方式双向选通传送方式 适用于与双向传送数据的外设。适用于与双向传送数据的外设。适用于查询和中断方式的接口电路。适用于查询和中断方式的接口电路。1/11/20231/11/202330301.1.方式方式0 0:基本输入输出方式基本输入输出方式 适用于无条件传送和
25、查询方式的接口电路。适用于无条件传送和查询方式的接口电路。A A口、口、B B口、口、C C口均有此方式,无选通,口均有此方式,无选通,是单片机与外部设备之间的直接数据通道。是单片机与外部设备之间的直接数据通道。1/11/20231/11/202331312.2.方式方式1 1:选通输入输出方式选通输入输出方式 适用于查询和中断方式的接口电路。适用于查询和中断方式的接口电路。仅仅PAPA口、口、PBPB口有此方式,口有此方式,PCPC口中若干口中若干位作联络信号线位作联络信号线1/11/20231/11/20233232n n(1 1)选通输入方式()选通输入方式()选通输入方式()选通输入方
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