1、單片機原理及應(yīng)用李建忠第1頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.1 系統(tǒng)擴展概述4.1.1 最小應(yīng)用系統(tǒng)(a) 8051/8751最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；(b) 8031最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖4.1 MCS51單片機最小化系統(tǒng) 第2頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.1.2 單片機系統(tǒng)擴展的內(nèi)容與方法 1單片機的三總線結(jié)構(gòu) 圖4.2 MCS51單片機的三總線結(jié)構(gòu)形式 第3頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 2系統(tǒng)擴展的內(nèi)容與方法 (1) 系統(tǒng)的擴展一般有以下幾方面的內(nèi)容： 外部程序存儲器的擴展。 外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展。 輸入/輸出接口

2、的擴展。 管理功能器件的擴展(如定時器/計數(shù)器、鍵盤/顯示器、中斷優(yōu)先級編碼器等)。第4頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 (2) 系統(tǒng)擴展的基本方法：一般來講，所有與計算機擴展連接芯片的外部引腳線都可以歸屬為三總線結(jié)構(gòu)。擴展連接的一般方法實際上是三總線對接。要保證單片機和擴展芯片協(xié)調(diào)一致地工作，即要共同滿足其工作時序。第5頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.2 常用擴展器件簡介表4.1 常用的擴展器件第6頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二表4.1 常用的擴展器件第7頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星

3、期二4.2.1 8D鎖存器74LS373圖4.3 74LS373結(jié)構(gòu)示意圖 第8頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.4 74LS373用作地址鎖存器 第9頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.2.2 74LS244和74LS245芯片圖4.5 74LS244內(nèi)部邏輯與引腳圖 第10頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.6 74LS245內(nèi)部邏輯與引腳圖 第11頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.7 總線驅(qū)動器的連接圖(a) P2外接74LS244； (b) P0外接74LS245 第12頁

4、，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.2.3 3-8譯碼器74LS138圖4.8 74LS138引腳圖 第13頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二表4.2 74LS138的譯碼邏輯關(guān)系 第14頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.3 存儲器的擴展4.3.1 存儲器擴展概述 1MCS-51單片機的擴展能力 根據(jù)MCS-51單片機總線寬度(16位)，在片外可擴展的存儲器最大容量為64 KB，地址為0000HFFFFH。 因為MCS-51單片機對片外程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的操作使用不同的指令和控制信號，所以允許兩者的地址空間重疊，故

5、片外可擴展的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器分別為64 KB。 為了配置外圍設(shè)備而需要擴展的I/O口與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，即占據(jù)相同的地址空間。因此，片外數(shù)據(jù)存儲器連同I/O口一起總的擴展容量是64 KB。第15頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 2擴展的一般方法 存儲器除按讀寫特性不同區(qū)分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器外，每種存儲器還有不同的種類。程序存儲器又可分為掩膜ROM、可編程ROM(PROM)、可擦除ROM(EPROM或EEPROM)；數(shù)據(jù)存儲器又可分為靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM。因此，存儲器芯片有多種。即使是同一種類的存儲器芯片，容量的不同，其引腳數(shù)目也不同。盡管如此，存儲

6、器芯片與單片機擴展連接具有共同的規(guī)律。不論何種存儲器芯片，其引腳都呈三總線結(jié)構(gòu)，與單片機連接都是三總線對接。另外，電源線應(yīng)接對應(yīng)的電源線上。第16頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 存儲器芯片的控制線：對于程序存儲器，一般來說，具有讀操作控制線(OE)，它與單片機的PSEN信號線相連。除此之外，對于EPROM芯片還有編程脈沖輸入線(PRG)、編程狀態(tài)線(READY/BUSY)。PRG應(yīng)與單片機在編程方式下的編程脈沖輸出線相接；READY/BUSY在單片機查詢輸入/輸出方式下，與一根I/O口線相接；在單片機中斷工作方式下，與一個外部中斷信號輸入線相接。 存儲器芯片的數(shù)據(jù)線

7、：數(shù)據(jù)線的數(shù)目由芯片的字長決定。1位字長的芯片數(shù)據(jù)線有一根；4位字長的芯片數(shù)據(jù)線有4根；8位字長的芯片數(shù)據(jù)線有8根；存儲器芯片的數(shù)據(jù)線與單片機的數(shù)據(jù)總線(P0.0P0.7)按由低位到高位的順序順次相接。第17頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 存儲器芯片的地址線：地址線的數(shù)目由芯片的容量決定。容量(Q)與地址線數(shù)目(N)滿足關(guān)系式：Q=2N。存儲器芯片的地址線與單片機的地址總線(A0A15)按由低位到高位的順序順次相接。一般來說，存儲器芯片的地址線數(shù)目總是少于單片機地址總線的數(shù)目，如此相接后，單片機的高位地址線總有剩余。剩余地址線一般作為譯碼線，譯碼輸出與存儲器芯片的片

8、選信號線相接。存儲器芯片有一根或幾根片選信號線。對存儲器芯片訪問時，片選信號必須有效，即選中存儲器芯片。片選信號線與單片機系統(tǒng)的譯碼輸出相接后，就決定了存儲器芯片的地址范圍。因此，單片機的剩余高位地址線的譯碼及譯碼輸出與存儲器芯片的片選信號線的連接，是存儲器擴展連接的關(guān)鍵問題。第18頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 (1) 部分譯碼：所謂部分譯碼就是存儲器芯片的地址線與單片機系統(tǒng)的地址線順次相接后，剩余的高位地址線僅用一部分參加譯碼。參加譯碼的地址線對于選中某一存儲器芯片有一個確定的狀態(tài)，而與不參加譯碼的地址線無關(guān)。也可以說，只要參加譯碼的地址線處于對某一存儲器芯片的

9、選中狀態(tài)，不參加譯碼的地址線的任意狀態(tài)都可以選中該芯片。正因如此，部分譯碼使存儲器芯片的地址空間有重疊，造成系統(tǒng)存儲器空間的浪費。第19頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.9 地址譯碼關(guān)系圖 第20頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 圖4.9中與存儲器芯片連接的低11位地址線的地址變化范圍為全0 全1。參加譯碼的4根地址線的狀態(tài)是唯一確定的。不參加譯碼的A15位地址線有兩種狀態(tài)都可以選中該存儲器芯片。 同理，若有N條高位地址線不參加譯碼，則有2N個重疊的地址范圍。重疊的地址范圍中真正能存儲信息的只有一個，其余僅是占據(jù)，因而會造成浪費。這是部分

10、譯碼的缺點。它的優(yōu)點是譯碼電路簡單。第21頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 (2) 全譯碼：所謂全譯碼就是存儲器芯片的地址線與單片機系統(tǒng)的地址線順次相接后，剩余的高位地址線全部參加譯碼。這種譯碼方法存儲器芯片的地址空間是唯一確定的，但譯碼電路相對復(fù)雜。 這兩種譯碼方法在單片機擴展系統(tǒng)中都有應(yīng)用。在擴展存儲器(包括I/O口)容量不大的情況下，選擇部分譯碼，譯碼電路簡單，可降低成本。第22頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 3擴展存儲器所需芯片數(shù)目的確定 若所選存儲器芯片字長與單片機字長一致，則只需擴展容量。所需芯片數(shù)目按下式確定： 若所選存儲器芯

11、片字長與單片機字長不一致，則不僅需擴展容量，還需字擴展。所需芯片數(shù)目按下式確定：第23頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.3.2 程序存儲器的擴展1EPROM芯片圖4.10 常用EPROM芯片的引腳圖 第24頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二2程序存儲器擴展舉例 1) 不用片外譯碼器的單片程序存儲器的擴展 例1 試用EPROM2764構(gòu)成8031的最小系統(tǒng)。 2764是8K8位程序存儲器，芯片的地址引腳線有13條，順次和單片機的地址線A0A12相接。由于不采用地址譯碼器，所以高3位地址線A13、A14、A15不接，故有23=8個重疊的8 KB地

12、址空間。因只用一片2764，其片選信號CE可直接接地(常有效)。其連接電路如圖 4.11所示。第25頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.11 2764與8031的擴展連接圖 第26頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.11所示連接電路的8個重疊的地址范圍為第27頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二2) 采用線選法的多片程序存儲器的擴展 例2 使用兩片2764擴展16 KB的程序存儲器，采用線選法選中芯片。擴展連接圖如圖4.12所示。以P2.7作為片選，當(dāng)P2.7=0時，選中2764(1)；當(dāng)P2.7=1時，選中2764

13、(2)。因兩根線(A13、A14)未用，故兩個芯片各有22=4個重疊的地址空間。它們分別為第28頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.12 用兩片2764 EPROM的擴展連接圖 第29頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二第30頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 3) 采用地址譯碼器的多片程序存儲器的擴展 例3 要求用2764芯片擴展8031的片外程序存儲器，分配的地址范圍為0000H3FFFH。 本例要求的地址空間是唯一確定的，所以要采用全譯碼方法。由分配的地址范圍知：擴展的容量為3FFFH-0000H+1=4000H=

14、4 KB，2764為8 K8位，故需要兩片。第1片的地址范圍應(yīng)為0000H1FFFH；第2片的地址范圍應(yīng)為2000H3FFFH。 由地址范圍確定譯碼器的連接。為此畫出譯碼關(guān)系圖如下：第31頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.13 全譯碼、兩片2764 EPROM的擴展連接圖 第32頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.3.3 數(shù)據(jù)存儲器的擴展 1數(shù)據(jù)存儲器芯片圖4.14 常用靜態(tài)RAM芯片的引腳圖第33頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.15 iRAM芯片的引腳圖 第34頁，共85頁，2022年，5月20日，17點

15、56分，星期二2數(shù)據(jù)存儲器的擴展舉例例4 采用2114芯片在8031片外擴展1 KB數(shù)據(jù)存儲器。圖4.16 用兩片2114 EPROM的擴展連接圖 第35頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.3.4 兼有片外程序存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器的擴展舉例 例5 采用2764和6264芯片在8031片外分別擴展24 KB程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。 擴展連接電路如圖4.17所示。從圖中可以看出，各有一片2764和一片6264的片選端并接在一根譯碼輸出線上。即有2764和6264芯片相同的地址單元將會同時選通，這不會發(fā)生地址沖突，因為兩種芯片的控制信號是不一樣的。請讀者自己分析兩種存儲器

16、及各芯片的地址范圍。第36頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.17 兼有片外ROM，又有片外RAM的擴展連接圖 第37頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.4 I/O 擴 展4.4.1 I/O口擴展概述 1MCS-51單片機I/O口擴展性能 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的I/O口擴展方法與單片機的I/O口擴展性能有關(guān)。 (1) 在MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)中,擴展的I/O口采取與數(shù)據(jù)存儲器相同的尋址方法。所有擴展的I/O口或通過擴展I/O口連接的外圍設(shè)備均與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址。任何一個擴展I/O口，根據(jù)地址線的選擇方式不同，占用一個片外RAM地址，而

17、與外部程序存儲器無關(guān)。第38頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 (2) 利用串行口的移位寄存器工作方式(方式0)，也可擴展I/O口，這時所擴展的I/O口不占用片外RAM地址。 (3) 擴展 I/O口的硬件相依性。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，I/O口的擴展不是目的，而是為外部通道及設(shè)備提供一個輸入、輸出通道。因此，I/O口的擴展總是為了實現(xiàn)某一測控及管理功能而進行的。例如連接鍵盤、顯示器、驅(qū)動開關(guān)控制、開關(guān)量監(jiān)測等。這樣，在I/O口擴展時，必須考慮與之相連的外部硬件電路特性，如驅(qū)動功率、電平、干擾抑制及隔離等。 (4) 擴展I/O口的軟件相依性。根據(jù)選用不同的I/O口擴展芯片或外

18、部設(shè)備時，擴展I/O口的操作方式不同，因而應(yīng)用程序應(yīng)有不同，如入口地址、初始化狀態(tài)設(shè)置、工作方式選擇等。第39頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 2I/O口擴展用芯片 MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)中I/O口擴展用芯片主要有通用I/O口芯片和TTL、CMOS鎖存器、緩沖器電路芯片兩大類。 通用I/O口芯片選用Intel公司的芯片，其接口最為簡捷可靠，如8255、8155等。 采用TTL或CMOS鎖存器、三態(tài)門電路作為I/O擴展芯片，也是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中經(jīng)常采用的方法。這些I/O口擴展用芯片具有體積小、成本低、配置靈活的特點。一般在擴展8位輸入或輸出口時十分方便。可以作為I/

19、O擴展的TTL芯片有74LS373、74LS277、74LS244、74LS273、74LS367等。在實際應(yīng)用中，根據(jù)芯片特點及輸入、輸出量的特征，應(yīng)選擇合適的擴展芯片。第40頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 3I/O口擴展方法 根據(jù)擴展并行I/O口時數(shù)據(jù)線的連接方式，I/O口擴展可分為總線擴展方法、串行口擴展方法和I/O口擴展方法。 (1) 總線擴展方法。擴展的并行I/O芯片，其并行數(shù)據(jù)輸入線取自MCS-51單片機的P0口。這種擴展方法只分時占用P0口，并不影響P0口與其它擴展芯片的連接操作，不會造成單片機硬件的額外開銷。因此，在MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)的I/O

20、擴展中廣泛采用這種擴展方法。第41頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 (2) 串行口擴展方法。這是MCS-51單片機串行口在方式0工作狀態(tài)下所提供的I/O口擴展功能。串行口方式0為移位寄存器工作方式，因此接上串入并出的移位寄存器可以擴展并行輸出口，而接上并入串出的移位寄存器則可擴展并行輸入口。這種擴展方法只占用串行口，而且通過移位寄存器的級聯(lián)方法可以擴展多數(shù)量的并行I/O口。對于不使用串行口的應(yīng)用系統(tǒng)，可使用這種方法。但由于數(shù)據(jù)的輸入輸出采用串行移位的方法，傳輸速度較慢。第42頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 (3) 通過單片機片內(nèi)I/O口的擴

21、展方法。這種擴展方法的特征是擴展芯片的輸入輸出數(shù)據(jù)線不通過P0口，而是通過其它片內(nèi)I/O口。即擴展片外I/O口的同時也占用片內(nèi)I/O口，所以使用較少，但在MCS-51單片機擴展8243時，為了模擬8243的操作時序，不得不使用這種方法。第43頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.4.2 8255可編程并行I/O口擴展1芯片引腳及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4.18 8255A芯片的引腳圖 第44頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.19 8255A芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 第45頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二表4.3 8255芯片的引腳信號

22、說明第46頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二續(xù)表 第47頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 (1) 數(shù)據(jù)總線緩沖器：是一個8位的雙向三態(tài)驅(qū)動器，用于與單片機的數(shù)據(jù)總線相連。 (2) 讀/寫控制邏輯：根據(jù)單片機的地址信息(A1、A0)與控制信息(RD、WR、RESET)，控制片內(nèi)數(shù)據(jù)、CPU控制字、外設(shè)狀態(tài)信息的傳送。 (3) 控制電路：根據(jù)CPU送來的控制字使所管I/O口按一定方式工作。對C口甚至可按位實現(xiàn)置位或復(fù)位?？刂齐娐贩譃閮山M：A組控制電路控制A口及C口的高4位(PC7PC4)，B組控制電路控制B口及C口的低4位(PC3PC0)。 (4)

23、 三個并行I/O端口：A口可編程為8位輸入，或8位輸出，或雙向傳送；B口可編程為8位輸入，或8位輸出，但不能雙向傳送；C口分為兩個4位口，用于輸入或輸出，也可用作A口、B口的狀態(tài)控制信號。第48頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二28255的操作方式1) 讀/寫控制邏輯操作選擇 表4.4 8255的口操作狀態(tài)第49頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 2) 8255的三種工作方式 方式0(基本輸入/輸出方式)：這種工作方式不需要任何選通信號。A口、B口及C口的兩個4位口中任何一個端口都可以由程序設(shè)定為輸入或輸出。作為輸出口時，輸出數(shù)據(jù)被鎖存；作為輸入

24、口時，輸入數(shù)據(jù)不鎖存。 方式1(選通輸入/輸出方式)：在這種工作方式下，A、B、C三個口分為兩組。A組包括A口和C口的高4位，A口可由編程設(shè)定為輸入口或輸出口，C口的高4位則用來作為A口輸入/輸出操作的控制和同步信號；B組包括B口和C口的低4位，B口可由編程設(shè)定為輸入口或輸出口，C口的低4位則用來作為B口輸入/輸出操作的控制和同步信號。A口和B口的輸入數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)都被鎖存。方式1下的邏輯組態(tài)關(guān)系如圖4.20所示。第50頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.20 8255方式1邏輯組態(tài)關(guān)系圖 第51頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二第52頁，共

25、85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二3) 8255A的編程控制字圖4.22 8255A控制字的格式與定義 (a) 方式選擇控制字；(b) C口置位/復(fù)位控制字第53頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.23 8255的擴展連接圖 38031與8255的接口方法第54頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 例6 試對圖4.23中的8255A編程，使其各口工作于方式0，A口作輸入，B口作輸出，C口高4位作輸出，C口的低4位作輸入。 由方式選擇控制字的格式與 定義可確定出滿足要求的方式控制字應(yīng)為91H(10010001B)。對8255A編

26、寫程序?qū)?1H寫入它的控制寄存器，初始化程序為MOV DPTR，#FF7FH ；DPTR作地址指針，指向控制口MOV A，91H MOVX DPTR，A 因為圖4.23擴展電路未使用高位地址線，所以端口地址也可使用8位。第55頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 例7 試按圖4.23擴展電路，寫出自8255A的B口輸出單片機中R7內(nèi)容與自8255的A口輸入數(shù)據(jù)到單片機R3的程序。 使用8位地址，8255A的A、B、C口及控制口地址分別為7CH、7DH、7EH、7FH。則實現(xiàn)所要求功能的程序為MOV R0，#7FH ；R0作地址指針，指向控制口MOV A，#91HMOVX

27、R0，A ；方式控制字送控制寄存器MOV R0，#7DH ；R0指向B口MOV A，R7 ；MOVX R0，A ；R7的內(nèi)容輸出到B口DEC R0 ；使R0指向A口MOVX A，R0 ；從A口輸入數(shù)據(jù)到累加器AMOV R3，A ；把輸入數(shù)據(jù)送存到R3中第56頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.4.3 8155可編程并行I/O口擴展 8155芯片含有2568位靜態(tài)RAM，兩個可編程的8位I/O口，一個可編程的6位I/O口，一個可編程的14位定時器/計數(shù)器。8155芯片具有地址鎖存功能，與MCS-51單片機接口簡單，是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用的芯片。 18155的結(jié)構(gòu)與引

28、腳 8155的邏輯結(jié)構(gòu)如圖4.24(a)所示，引腳分布如圖4.24(b)所示。第57頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.24 8155邏輯結(jié)構(gòu)及引腳 (a) 8155邏輯結(jié)構(gòu)；(b) 8155芯片引腳圖第58頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 28155的RAM和I/O口編址 8155在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中是按外部數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址的，地址為16位，其高8位地址由片選線-CE提供，低8位地址為片內(nèi)地址。當(dāng)IO/M=0時，對RAM進行讀/寫，RAM低8位地址為 00HFFH；當(dāng)IO/-M=1時，對I/O口進行讀/寫，I/O口及定時器由AD0AD3進

29、行尋址。其編址如表4.5所示。第59頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二表4.5 8155內(nèi)部端口編址AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0端 口 0 0 0命令狀態(tài)寄存器(命令/狀態(tài)口) 0 0 1PA口 0 1 0 PB口 0 1 1PC口 1 0 0定時器低8位 1 0 1定時器高8位第60頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 38155的工作方式與基本操作 8155的A口、B口可工作于基本I/O方式或選通方式，C口可作為輸入/輸出口線，也可以作為A口、B口選通方式工作時的狀態(tài)控制信號線。工作方式選擇是通過對8155內(nèi)部

30、命令寄存器(命令口)設(shè)定控制字來實現(xiàn)的。三個口可組合工作于四種方式下。命令字的格式及定義如圖4.25所示。第61頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.25 8155命令控制寄存器格式 第62頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.26 8155選通方式信號邏輯組態(tài)第63頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.27 8155狀態(tài)寄存器格式 第64頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二48155內(nèi)部的定時器/計數(shù)器圖4.28 8155定時器寄存器格式 第65頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56

31、分，星期二圖4.29 8155定時器方式及輸出波形 第66頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二58155與單片機的擴展連接圖4.30 用8155的擴展連接 第67頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二在圖中連接狀態(tài)下，8155所占的地址為RAM地址范圍：7E00H7EFFHI/O端口地址：命令/狀態(tài)口 7F00H PA口 7F01H PB口 7F02H PC口 7F03H 定時器低字節(jié) 7F04H 定時器高字節(jié) 7F05H第68頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 例8 使8155用作I/O口和定時器工作方式，A口定義為基本輸入方

32、式，B口為基本輸出方式，定時器為方波發(fā)生器，對輸入脈沖進行24分頻(8155中定時器最高計數(shù)頻率為4 MHz)，則相應(yīng)的程序如下：MOV DPTR，#7F04H ；DPTR指向定時器低字節(jié)MOV A，#18H ；計數(shù)器常數(shù)0018H=24MOVX DPTR，A ；計數(shù)常數(shù)低8位裝入計數(shù)器低字節(jié)INC DPTR ；使DPTR指向定時器高字節(jié)MOV A，#40H(01000000B) ；置定時器方式為連續(xù)方波輸出MOVX DPTR，A ；裝計數(shù)器高字節(jié)值MOVX DPTR，#7F00H ；使DPTR指向命令/狀態(tài)口MOV A，C2H(11000010B) MOVX DPTR，A ；向命令/狀態(tài)口送

33、方式控制字，并啟動定時器 第69頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.4.4 用TTL芯片擴展簡單的I/O接口 在MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，采用TTL或CMOS鎖存器、三態(tài)門芯片，通過P0口可以擴展各種類型的簡單輸入/輸出口。P0口是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線口，通過P0口擴展I/O口時，P0口只能分時使用，故輸出時接口應(yīng)有鎖存功能；輸入時，視數(shù)據(jù)是常態(tài)還是暫態(tài)的不同，接口應(yīng)能三態(tài)緩沖，或鎖存選通。 不論是鎖存器，還是三態(tài)門芯片，都只具有數(shù)據(jù)線和鎖存允許及輸出允許控制線，而無地址線和片選信號線。而擴展一個I/O口，相當(dāng)于一個片外存儲單元。CPU對I/O口的訪問，要以確定的地址，

34、用MOVX指令來進行。第70頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二1用鎖存器擴展輸出口圖4.31 用74LS377擴展輸出口 第71頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二 74LS377是帶有輸出允許控制端的8D鎖存器，有8個輸入端(1D8D)，8個輸出端(1Q8Q)，1個時鐘控制端CLK，1個鎖存允許端E。當(dāng)E=0時，CLK的上升沿將8位D輸入端的數(shù)據(jù)打入鎖存器，這時鎖存器將保持D端輸入的8位數(shù)據(jù)。在圖中CLK與WR相連，作為寫(輸出)控制端；E與單片機的地址選擇線P2.7相連，作為尋址端。如此連接的輸出口地址是P2.7=0的任何16位地址。7FFFH

35、可作為該口地址。對該口的輸出操作如下：MOV DPTR，#7FFFH ；使DPTR指向74LS377輸出口MOV A，#data ；輸出的數(shù)據(jù)要通過累加器A傳送MOVX DPTR，A ；向74LS377擴展口輸出數(shù)據(jù)第72頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二2用鎖存器擴展輸入口圖4.32 用74LS373擴展輸入口 第73頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二中斷系統(tǒng)初始化程序：PINT： SETB IT0 ；外部中斷0選擇為下降沿觸發(fā)方式 SETB EA ；開系統(tǒng)中斷 MOV R0，#50H ；R0作地址指針，指向數(shù)據(jù)區(qū)首址 SETB EX0 ；外部

36、中斷0中斷允許 中斷服務(wù)程序： ORG 0003HPINT0：AJMP INT0 INT0： MOV DPTR，#0BFFFH ；使DPTR指向74LS373擴展輸入口 MOVX A，DPTR ；從74LS373擴展輸入口輸入數(shù)據(jù) MOV R0，A ；輸入數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)區(qū) INC R0 RETI第74頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二3用三態(tài)門擴展輸入口圖4.33 用74LS244擴展輸入口 第75頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4擴展多個輸入、輸出口舉例 圖4.34 擴展多個輸入口和輸出口的連接 第76頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二4.4.5 用串行口擴展并行I/O口 MCS-51單片機的串行口在方式0(移位寄存器方式)下，使用移位寄存器芯片可以擴展一個或多個并行I/O口。 擴展并行輸入口時，可用并入串出移位寄存器芯片，如CMOS芯片4014和74LS165芯片。第77頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.35 8并行輸入/串行輸出移位寄存器芯片的引腳圖 (a) 4014；(b) 74LS165第78頁，共85頁，2022年，5月20日，17點56分，星期二圖4.36 8串行輸入/并行輸出移位寄存器芯片的引腳圖 (a) 4094； (b) 74LS164第79頁