單片機(jī)原理與應(yīng)用 第8章單片機(jī)IO口擴(kuò)展 并行口擴(kuò)展

第8章單片機(jī)IO口擴(kuò)展[并行口擴(kuò)展]

并行口擴(kuò)展2引言I/O接口功能及傳送方式I/O接口功能I/O(輸入/輸出)接口是MCS-51與外設(shè)交換數(shù)字信息的橋梁。I/O擴(kuò)展也屬于系統(tǒng)擴(kuò)展的一部分。MCS-51真正能用作I/O口線的只有P1口的8位I/O線和P3口的某些位線（在需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的時(shí)候）。在多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中，MCS-51單片機(jī)都需要外擴(kuò)I/O接口電路。3引言I/O接口電路應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：實(shí)現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配大多數(shù)的外設(shè)的速度很慢，無(wú)法和μs量級(jí)的單片機(jī)速度相比。單片機(jī)只有在確認(rèn)外設(shè)已為數(shù)據(jù)傳送做好準(zhǔn)備的前提下才能進(jìn)行I/O操作。想知道外設(shè)是否準(zhǔn)備好，需I/O接口電路與外設(shè)之間傳送狀態(tài)信息。4引言

輸出數(shù)據(jù)鎖存由于單片機(jī)工作速度快，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保留的時(shí)間十分短暫，無(wú)法滿(mǎn)足慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)接收。I/O電路應(yīng)具有數(shù)據(jù)輸出鎖存器，以保證接收設(shè)備接收。輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖輸入設(shè)備向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)總線上面可能“掛”有多個(gè)數(shù)據(jù)源，為了避免發(fā)生沖突，只允許當(dāng)前正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)總線，其余的應(yīng)處于隔離狀態(tài)。5引言I/O接口功能及傳送方式I/O數(shù)據(jù)的幾種傳送方式為實(shí)現(xiàn)和不同的外設(shè)的速度匹配，I/O接口必須根據(jù)不同外設(shè)選擇恰當(dāng)?shù)腎/O數(shù)據(jù)傳送方式。I/O數(shù)據(jù)傳送的幾種傳送方式是無(wú)條件傳送條件傳送（查詢(xún)傳送）中斷傳送6引言編址方式獨(dú)立編址

存儲(chǔ)器和I/O端口在兩個(gè)獨(dú)立的地址空間中優(yōu)點(diǎn)：I/O端口的地址碼較短，譯碼電路簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)器同I/O端口的操作指令不同，程序比較清晰；存儲(chǔ)器和I/O端口的控制結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，可以分別設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)：需要有專(zhuān)用的I/O指令，程序設(shè)計(jì)的靈活性較差。7引言編址方式統(tǒng)一編址

存儲(chǔ)器和I/O端口共用統(tǒng)一的地址空間，當(dāng)一個(gè)地址空間分配給I/O端口以后，存儲(chǔ)器就不能再占有這一部分的地址空間優(yōu)點(diǎn)：不需要專(zhuān)用的I/O指令，任何對(duì)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的指令都可用于I/O端口的數(shù)據(jù)操作，程序設(shè)計(jì)比較靈活；由于I/O端口的地址空間是內(nèi)存空間的一部分，這樣，I/O端口的地址空間可大可小，從而使外設(shè)的數(shù)量幾乎不受限制缺點(diǎn)：I/O端口占用了內(nèi)存空間的一部分，影響了系統(tǒng)的內(nèi)存容量；訪問(wèn)I/O端口也要同訪問(wèn)內(nèi)存一樣，由于內(nèi)存地址較長(zhǎng)，導(dǎo)致執(zhí)行時(shí)間增加。8引言MCS-51的編址方式I/O口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元同等對(duì)待，統(tǒng)一編址。每一接口芯片中的一個(gè)功能寄存器(端口)的地址就相當(dāng)于一個(gè)RAM單元，不需要專(zhuān)門(mén)的I/O指令，直接使用訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令進(jìn)行I/O操作，簡(jiǎn)單、方便且功能強(qiáng)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器之間是獨(dú)立編址。9并行口擴(kuò)展10用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片373擴(kuò)展輸入口信號(hào)XT：它的下跳沿將數(shù)據(jù)寫(xiě)入373，并向MCU發(fā)中斷，通知MCU可以讀入數(shù)據(jù)了。/OE(373)：/OE=P2.6+/RD11用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片373擴(kuò)展輸入口/OE(373)：/OE=P2.6+/RD讀出373中數(shù)據(jù)的條件：P2.6=0/RD=0輸入口地址：X0XX

XXXXXXXXXXXX對(duì)于端口：默認(rèn)X=1，這樣就有了BFFFH12用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片373擴(kuò)展輸入口初始化：PINT0：SETBIT0;INT0下降沿觸發(fā)MOVR0，#30H;數(shù)據(jù)緩沖首址SETBEX0;INT0開(kāi)中斷SETBEA;CPU開(kāi)中斷中斷服務(wù)：INT0:MOVDPTR,#0BFFFH;指向373輸入口MOVXA,@DPTR;讀入MOV@R0,A;送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)

INCR0RETI13用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口14用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片244擴(kuò)展輸入口244為輸入口/G=P2.0+/RD輸入數(shù)據(jù)的條件：

P2.0=0且

/RD=0輸入口地址：XXXX

XXX0XXXXXXXX對(duì)于端口：默認(rèn)X=1，這樣就有了輸入口地址：FEFFH15用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片273擴(kuò)展輸出口273為輸出口CLK=P2.0+/WR數(shù)據(jù)寫(xiě)入273的條件：

P2.0=0鎖存數(shù)據(jù)的時(shí)刻：CP的上跳沿16用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片273擴(kuò)展輸出口輸出口地址：XXXX

XXX0XXXXXXXX這樣就有了輸出口地址：FEFFH273為輸出口CLK=P2.0+/WR數(shù)據(jù)寫(xiě)入273的條件：

P2.0=017用TTL芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片273/244擴(kuò)展

按鍵和LED燈控制端口驅(qū)動(dòng)程序：MOVDPTR,#0FEFFHMOVXA,@DPTR；讀端口，讀按鍵狀態(tài)MOVX@DPTR,A；寫(xiě)端口，控制LED有趣的現(xiàn)象：操作的對(duì)象不同；但輸入、輸出的端口地址相同！18擴(kuò)展輸入口時(shí)序：輸出A輸出DPH：FE11111110保證了P2.0=0

使能244的/G端，讀入按鍵狀態(tài)用TTL芯片擴(kuò)展并行端口19擴(kuò)展輸出口時(shí)序：輸出A輸出DPH：FE11111110保證了P2.0=0輸出，改變LED燈狀態(tài)用TTL芯片擴(kuò)展并行端口20用TTL芯片擴(kuò)展并行端口提示：1.端口地址相同，但操作的對(duì)象可以不同！2.由于采用了部分譯碼，使得某個(gè)端口會(huì)存在多個(gè)重復(fù)地址！3.采用地址信號(hào)參與讀、寫(xiě)控制的方法，產(chǎn)生端口控制信號(hào)。

（非常有用?。?.默認(rèn)存儲(chǔ)器取最小地址，默認(rèn)端口取最大地址。

如FXXXH，

取F000H（memory）

取FFFFH（port）21思考：在系統(tǒng)中如何同時(shí)擴(kuò)展存儲(chǔ)器、輸入端口？知識(shí)擴(kuò)展22知識(shí)拓展思考：如何實(shí)現(xiàn)不同芯片中數(shù)據(jù)的傳送？1—15的平方表存在2764（1）中，如何讀到6264（1）中。23并行口擴(kuò)展24用串行芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片

74HCT164擴(kuò)展并行口74HCT164特性8位移位寄存器串行輸入并行輸出25用串行芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片

74HCT164擴(kuò)展并行口74HCT164特性在上跳變時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)移位26用串行芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片

74HCT164擴(kuò)展8個(gè)LED燈控制端口硬件圖：圖中：LED.DAT來(lái)源于P3.3,LED.CLK來(lái)源于P3.4。27用串行芯片擴(kuò)展并行端口利用TTL芯片

74HCT164擴(kuò)展8個(gè)LED燈控制端口軟件程序：//=========定義164控制的LED控制信號(hào)========LEDDATBITP3.3LEDCLKBITP3.4//====================================== SETBLEDCLK MOVA,#10101010B MOVR7,#8

LOOP: CLRLEDCLK;時(shí)鐘線拉低 RLCA MOVLEDDAT,C;送數(shù)據(jù) SETBLEDCLK;