第9章 擴(kuò)展IO接口NEW

1、1第9章 AT89S51單片機(jī)的I/O擴(kuò)展29.3 擴(kuò)展I/O接口芯片81C55的設(shè)計可編程的接口芯片81C55的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能3圖 8155的引腳圖和結(jié)構(gòu)框圖CBAAD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB736TIMEROUT6PC037PC138TIMERIN3PC239PC31PC42RESET4PC558155256字節(jié)靜態(tài)RAM14位定時計數(shù)器TIMER

2、 INTIMER OUTVCC(5 V)VSS(GND)PA0PA7IO/MCEALERDWRRESETAD0AD7PB0PB7PC0PC74圖 81C55和8051的接口電路80518155RSTRESETALEALERDRDWRWRP0AD0AD7CEIO/MP2.1P2.25 VPAPBPC8MOVX DPTR,A做片外RAM使用：CE=0,IO/M=0,片外RAMF900HF9FFH做擴(kuò)展I/O口使用：CE=0,IO/M=1, 命令/狀態(tài)寄存器：FD00H PA: FD01H PB:FD02H PC:FD03H5根據(jù)上述、的連接關(guān)系，可以確定地址如下： A15 A14 A13 A12

3、A11 A10 A9 A8 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 2.3 P2.2 P2.1 P2.0RAM: MIO/CE0 08155I/O口： 1 0F9FD6 此時，8155內(nèi)部RAM的地址范圍為：F900HF9FFH，8155各端口的地址（設(shè)無關(guān)位為1，這些地址都不是惟一的）為： 控制字/狀態(tài)字口 FD00H 控制字只能寫，狀態(tài)字只讀 A口 FD01H B口 FD02H C口 FD03H 計數(shù)器低字節(jié) FD04H 計數(shù)器高字節(jié) FD05H7 8155的控制字 TM1TM2IEBIEAPC2 PC1PAPAPBA口方式B口方式B口A口計數(shù)器方式00:空操作01:停止計數(shù)10:計滿后停

4、止11:開始計數(shù)0:輸入1:輸出0:禁止中斷1:允許中斷00110110方式1:A、B 口基本 I/O ; C口輸入方式2:A、B 口基本 I/O ; C口輸出方式3:A口選通 I/O , B口基本 I/O方式4:A , B口選通 I/O設(shè)置8155工作方式8在實(shí)訓(xùn)電路板中，擴(kuò)展了8155，用于連接8個LED顯示和鍵盤，A、B口為基本輸出方式，C口為基本輸入方式，因此編寫如下程序： MOV DPTR，#CWR；設(shè)CWR為命令寄存器的地址 MOV A，#03H ；A、B口為基本輸出方式，C口為基本輸入方式 MOVX DPTR,A設(shè)置設(shè)置8155工作方式示例：工作方式示例：9表表9-3 C9-3

5、C口在兩種口在兩種I/OI/O工作方式下各位定義工作方式下各位定義 10C口在AB口選通方式下的功能 在輸入操作時，STB是外設(shè)送來的選通信號，STB=0時，數(shù)據(jù)裝入8155，使得ABF=1(8155緩沖器已滿)。當(dāng)STB由0變1，向CPU請求中斷，CPU響應(yīng)中斷，開始讀取輸入數(shù)據(jù)，（RD出現(xiàn)下降沿），AINTR恢復(fù)為0。RD=1,ABF恢復(fù)為0，結(jié)束一次數(shù)據(jù)輸入。 在輸出操作時，STB是外設(shè)送來的應(yīng)答信號，當(dāng)外設(shè)接收并處理完數(shù)據(jù)后，發(fā)STB負(fù)脈沖，STB后沿，使AINTR=1，向CPU申請中斷，CPU響應(yīng)中斷后，將數(shù)據(jù)送到8155，使ABF=1，通知外設(shè)接收數(shù)據(jù)，外設(shè)接收了數(shù)據(jù)后再以STB信

6、號來應(yīng)答。11圖8.22 8155的狀態(tài)字A口中斷請求標(biāo)志： 0:無;1:有A口緩沖器： 0:空;1:滿A口中斷允許： 0:禁止;1:允許B口中斷請求標(biāo)志： 0:無;1:有B口緩沖器： 0:空;1:滿B口中斷允許： 0:禁止;1:允許定時器中斷標(biāo)志:1:有定時器溢出中斷0:讀狀態(tài)字后或硬件復(fù)位后INTEBTIMERBBFINTRBINTEAINTRAABF123. 3. 內(nèi)部定時器內(nèi)部定時器/ /計數(shù)器及使用計數(shù)器及使用 14 14位的減位的減1 1定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器，計數(shù)長度計數(shù)長度和和計數(shù)方式計數(shù)方式由寫入計數(shù)寄存器的控制字來確定。由寫入計數(shù)寄存器的控制字來確定。計數(shù)器的兩個寄

7、存器的格式如圖計數(shù)器的兩個寄存器的格式如圖9-169-16。13T13T13 T0:T0:計數(shù)器長度計數(shù)器長度M2M2、M1:M1:設(shè)置定時器的設(shè)置定時器的4 4種工作方式種工作方式4 4種工作方式及計數(shù)到相應(yīng)輸出波形種工作方式及計數(shù)到相應(yīng)輸出波形如圖如圖9-179-17。使用時，先把計數(shù)長度和輸出方式裝入定時計數(shù)器的2個字節(jié)，計數(shù)長度23FFFH之間的任意值。然后通過命令寄存器的最高位(TM2、TM1)控制計數(shù)器的啟動和停止。以計數(shù)值8為例，所謂單次方波是從啟動計數(shù)開始，前4個計數(shù)輸入為1，后4個計數(shù)輸入為0，若計數(shù)值為奇數(shù)，則1電平比0電平多一個。149.3.3 MCS-519.3.3 M

8、CS-51與與8155H8155H接口及軟件編程接口及軟件編程1.MCS-511.MCS-51與與8155H8155H的硬件接口電路的硬件接口電路152. 8155H2. 8155H的編程舉例的編程舉例8155H8155H( (1) 1) 初始化程序設(shè)計初始化程序設(shè)計例例9-39-3 若若A A口定義為基本輸入方式，口定義為基本輸入方式，B B口定義為基本輸出方口定義為基本輸出方 式，對輸入脈沖進(jìn)行式，對輸入脈沖進(jìn)行2424分頻，初始化程序如下：分頻，初始化程序如下：START:MOV DPTR, START:MOV DPTR, 7F04H 7F04H ；指針指向定時器低；指針指向定時器低8

9、8位位MOV A,MOV A,18H18H ；計數(shù)初值；計數(shù)初值2424送送A,A, MOVX DPTR,AMOVX DPTR,A ；計數(shù)初值低；計數(shù)初值低8 8位裝入定時器位裝入定時器INC DPTR INC DPTR ；指針指向定時器高；指針指向定時器高8 8位位MOV A,MOV A,40H 40H ；設(shè)定時器連續(xù)方波輸出；設(shè)定時器連續(xù)方波輸出MOVX DPTR,AMOVX DPTR,A ；計數(shù)初值高；計數(shù)初值高6 6位裝入定時器位裝入定時器MOV DPTR,MOV DPTR,7F00H 7F00H ；指向命令；指向命令/ /狀態(tài)口狀態(tài)口MOV A,#0C2HMOV A,#0C2H ；設(shè)

10、定命令控制字；設(shè)定命令控制字MOVX DPTR,AMOVX DPTR,A ；A A口輸入，口輸入，B B口輸出口輸出, ,開定時器開定時器169.4 9.4 用用74LSTTL74LSTTL電路擴(kuò)展并行電路擴(kuò)展并行I/OI/O口口 利用利用74LS27374LS273和和74LS24474LS244，將，將P0P0口擴(kuò)展成簡單的輸入、口擴(kuò)展成簡單的輸入、輸出口的電路輸出口的電路。 74LS273 74LS273輸出端接輸出端接8 8個個LEDLED發(fā)光二極管，以顯示發(fā)光二極管，以顯示8 8個按個按鈕開關(guān)狀態(tài)，某位低電平時二極管發(fā)光。鈕開關(guān)狀態(tài)，某位低電平時二極管發(fā)光。 74LS244 74LS

11、244是緩沖驅(qū)動器，擴(kuò)展輸入口，接是緩沖驅(qū)動器，擴(kuò)展輸入口，接8 8個按鈕開個按鈕開關(guān)。關(guān)。 74LS27374LS273和和74LS24474LS244的工作受的工作受80318031的的P2.0P2.0、RDRD* *、WRWR* *三條控制線控制。三條控制線控制。電路的工作原理如下電路的工作原理如下: : 當(dāng)當(dāng)P2.0=0,WRP2.0=0,WR* *=0(RD=0(RD* *= =) )選中寫選中寫74LS27374LS273， 80318031通過通過P0P0口輸出數(shù)據(jù)到口輸出數(shù)據(jù)到74LS27374LS273，；，； 當(dāng)當(dāng)P2.0=0,RDP2.0=0,RD* *=0(WR=0(W

12、R* *=1)=1)時選中讀時選中讀74LS244,74LS244, 某開某開關(guān)按下時則對應(yīng)位輸入為關(guān)按下時則對應(yīng)位輸入為“0”0”。1718例例9-69-6 編寫程序把按鈕開關(guān)狀態(tài)通過圖編寫程序把按鈕開關(guān)狀態(tài)通過圖9-209-20中的發(fā)中的發(fā)光二極管顯示出來。光二極管顯示出來。程序如下：程序如下：DDIS:DDIS: MOV DPTR,#0FEFFH MOV DPTR,#0FEFFH ；輸入口地址；輸入口地址DPTRDPTRLP:LP:MOVX A,DPTR MOVX A,DPTR ；按鈕開關(guān)狀態(tài)讀入；按鈕開關(guān)狀態(tài)讀入A A中中MOVX DPTR,AMOVX DPTR,A ；WR*為低，為低

13、，A中數(shù)據(jù)經(jīng)中數(shù)據(jù)經(jīng)74LS273口輸出口輸出SJMP LP SJMP LP ；反復(fù)連續(xù)執(zhí)行；反復(fù)連續(xù)執(zhí)行199.5 9.5 用用MCS-51MCS-51的串行口擴(kuò)展并行口的串行口擴(kuò)展并行口9.5.1 9.5.1 用用74LS16574LS165擴(kuò)展并行輸入口擴(kuò)展并行輸入口20例例9-7 9-7 從從1616位擴(kuò)展口讀入位擴(kuò)展口讀入5 5組組數(shù)據(jù)（每組二個字節(jié)），數(shù)據(jù)（每組二個字節(jié)），并把它們轉(zhuǎn)存到內(nèi)部并把它們轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM 20HRAM 20H開始的單元中。開始的單元中。MOV R7,#05H MOV R7,#05H ；設(shè)置讀入組數(shù)；設(shè)置讀入組數(shù)MOV R0,#20H MOV R0,#20

14、H ；設(shè)置內(nèi)部；設(shè)置內(nèi)部RAMRAM數(shù)據(jù)區(qū)首址數(shù)據(jù)區(qū)首址START: CLR P1.0START: CLR P1.0；并行置入數(shù)據(jù)，；并行置入數(shù)據(jù)，S/LS/L* *=0=0 SETB P1.0 SETB P1.0；允許串行移位，；允許串行移位，S/LS/L* *=1=1 MOV R1,#02H MOV R1,#02H；設(shè)置每組字節(jié)數(shù)，即外擴(kuò)；設(shè)置每組字節(jié)數(shù)，即外擴(kuò) ；74LS16574LS165的個數(shù)的個數(shù)RXDAT: MOV SCON,#10H RXDAT: MOV SCON,#10H ；設(shè)串口方式；設(shè)串口方式0 0，允許接收，啟動，允許接收，啟動WAIT: JNB RI,WAIT WAI

15、T: JNB RI,WAIT ；未接收完一幀，循環(huán)等待；未接收完一幀，循環(huán)等待CLR RICLR RI ；清；清RIRI標(biāo)志，準(zhǔn)備下次接收標(biāo)志，準(zhǔn)備下次接收21MOV A,SBUFMOV A,SBUF；讀入數(shù)據(jù)；讀入數(shù)據(jù)MOV R0,AMOV R0,A；送至；送至RAMRAM緩沖區(qū)緩沖區(qū)INC R0INC R0；指向下一個地址；指向下一個地址DJNZ R1,RXDATA DJNZ R1,RXDATA ；未讀完一組數(shù)據(jù)，繼續(xù)；未讀完一組數(shù)據(jù)，繼續(xù)DJNZ R7,STARTDJNZ R7,START；5 5組數(shù)據(jù)未讀完重新并行置入組數(shù)據(jù)未讀完重新并行置入 ；對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理229.5

16、.2 9.5.2 用用74LS16474LS164擴(kuò)展并行輸出口擴(kuò)展并行輸出口. .74LS16474LS164：8 8位串入并出移位寄存器。位串入并出移位寄存器。 圖圖9-229-22是是利用利用74LS16474LS164擴(kuò)展二個擴(kuò)展二個8 8位并行輸出口位并行輸出口的接的接口電路?？陔娐?。23例例9-8 9-8 編寫將內(nèi)部編寫將內(nèi)部RAMRAM單元單元30H30H、31H31H的內(nèi)容經(jīng)串行口的內(nèi)容經(jīng)串行口 由由74LS16474LS164并行輸出子程序。并行輸出子程序。START: MOV R7,#02HSTART: MOV R7,#02H；設(shè)置要發(fā)送的字節(jié)個數(shù)；設(shè)置要發(fā)送的字節(jié)個數(shù) M

17、OV R0,#30HMOV R0,#30H；設(shè)置地址指針；設(shè)置地址指針 MOV SCON,#00H MOV SCON,#00H ；設(shè)置串行口為方式；設(shè)置串行口為方式0 0SEND:SEND: MOV A,R0 MOV A,R0 MOV SBUF,A MOV SBUF,A ；啟動串行口發(fā)送過程；啟動串行口發(fā)送過程WAIT:WAIT: JNB TI,WAIT JNB TI,WAIT ；1 1幀數(shù)據(jù)未發(fā)完，循環(huán)等待幀數(shù)據(jù)未發(fā)完，循環(huán)等待 CLR TICLR TI INC R0 INC R0 ；取下一個數(shù)；取下一個數(shù) DJNZ R7,SENDDJNZ R7,SEND ；未完，發(fā)完從子程序返回；未完，發(fā)

18、完從子程序返回 RETRET249.6 用用I/O口控制的聲音報警接口口控制的聲音報警接口當(dāng)單片機(jī)測控系統(tǒng)發(fā)生故障或處于某種緊急狀態(tài)時，單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)發(fā)出提醒出提醒人們警覺的聲音報警聲音報警。用I/O口很容易實(shí)現(xiàn)該功能。9.6.1 蜂鳴音報警接口蜂鳴音報警接口購買市售的壓電式蜂鳴器，用一根I/O口線驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。約需10mA的驅(qū)動電流，可用7406或7407低電平驅(qū)動，如圖圖9-23所示所示，也可以用一個晶體管驅(qū)動，如圖圖9-24所示所示。 圖圖9-23 通過74LS06 來驅(qū)動蜂鳴器的報警電路25 圖圖9-24 使用三極管驅(qū)動的蜂鳴器報警電路在在圖圖9-23中中，P1.7接驅(qū)動器的輸入端。當(dāng)輸出高電平時輸出高電平時，7406的輸出為低電平，使壓電蜂鳴器兩加上近5V的直流電壓，由壓電