SKIPIF1<0《單片機(jī)原理技術(shù)》實(shí)驗(yàn)一《單片機(jī)原理技術(shù)》實(shí)驗(yàn)一SKIPIF1<0頁(yè)實(shí)驗(yàn)一單片機(jī)I/O擴(kuò)展一、知識(shí)準(zhǔn)備擴(kuò)展I/O接口與擴(kuò)展存儲(chǔ)器一樣，都屬于系統(tǒng)擴(kuò)展的內(nèi)容。先要明確I/O接口具有的功能，傳送方式，和接口電路。1.擴(kuò)展的I/O接口功能1.1實(shí)現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配大多數(shù)外設(shè)的速度很慢，無(wú)法和us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)行數(shù)據(jù)傳送。而要知道外設(shè)是否準(zhǔn)備好，就需要I/O接口電路與外設(shè)之間傳送狀態(tài)信息，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外設(shè)之間的速度匹配。1.2輸出數(shù)據(jù)鎖存與外設(shè)相比，單片機(jī)的工作速度塊，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線(xiàn)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。所以在擴(kuò)展的I/O接口電路中應(yīng)有輸出鎖存器，以保證輸出數(shù)據(jù)能為慢速的接收設(shè)備所接收。1.3輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖外設(shè)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)時(shí)，要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，但數(shù)據(jù)總線(xiàn)上可能掛有多個(gè)數(shù)據(jù)源，為使傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不發(fā)生沖突，只允許當(dāng)前時(shí)刻正在接收數(shù)據(jù)的I/O接口使用數(shù)據(jù)總線(xiàn)，其余的I/O接口應(yīng)處于隔離狀態(tài)，為此要求I/O接口電路能為數(shù)據(jù)輸入提供三態(tài)緩沖功能。1.4I/0端口編址I/O接口：?jiǎn)纹瑱C(jī)與外設(shè)間的連接電路的總稱(chēng)。I/O端口：I/O接口電路中具有單元地址的寄存器或緩沖器。一個(gè)接口可以有多個(gè)端口，比如數(shù)據(jù)口，命令口，狀態(tài)口。端口編址有獨(dú)立編址和統(tǒng)一編址。獨(dú)立編址是I/O端口地址空間和存儲(chǔ)器地址空間分開(kāi)編址。統(tǒng)一編址是把I/O端口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元同等對(duì)待，每一接口芯片中的一個(gè)端口就相當(dāng)于一個(gè)RAM存儲(chǔ)單元。2.數(shù)據(jù)傳送方式I/O接口必須根據(jù)不同的外設(shè)選擇恰當(dāng)?shù)腎/O數(shù)據(jù)傳送方式。有以下三種。同步傳送：又稱(chēng)無(wú)條件傳送。當(dāng)外設(shè)速度和單片機(jī)的速度相比擬時(shí)，常采用同步傳送，典型的有單片機(jī)和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送。查詢(xún)傳送：又叫異步傳送。單片機(jī)通過(guò)查詢(xún)外設(shè)準(zhǔn)備好后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。此方式通用性好，缺點(diǎn)是工作效率不高。中斷傳送：利用單片機(jī)本身的中斷功能和I/O接口的中斷功能來(lái)實(shí)現(xiàn)I/O數(shù)據(jù)傳送。采用中斷方式能大大提高工作效率，因此單片機(jī)通常才中斷傳送方式。3.接口芯片本項(xiàng)目選擇的擴(kuò)展I/O芯片是74HC595。74HC595芯片是一種串入并出的芯片，有8位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻、關(guān)、斷三態(tài)。下表說(shuō)明了74HC595芯片的引腳功能。圖1-1接口電路圖如下，可以看到U4中Q0-Q7接LED，U5Q0-Q7接矩陣。圖1-2SDI為數(shù)據(jù)輸入引腳，與11、12引腳都接51單片機(jī)。SDO引腳為數(shù)據(jù)輸出。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉纹瑱C(jī)I/O擴(kuò)展及接口電路設(shè)計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容擴(kuò)展I/O口，連接8個(gè)LED，編寫(xiě)程序使其閃爍。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件設(shè)備：51單片機(jī)開(kāi)發(fā)版、USB線(xiàn)一根，12v電源適配器一個(gè)。圖1-3軟件工具：STC-ISP-15XX-V6.82，keil。五、核心代碼 WR_595(0xff);/*寫(xiě)入16位數(shù)據(jù)的高八位*/ WR_595(0xff);/*寫(xiě)入16位數(shù)據(jù)的低八位*/ OUT_595(); /*給595的RCK寫(xiě)入時(shí)鐘信號(hào)，串行數(shù)據(jù)移位輸出*/ delay_ms(500); /*延時(shí)500MS*/ WR_595(0xff); /*寫(xiě)入16位數(shù)據(jù)的高八位*/ WR_595(0x00); /*寫(xiě)入16位數(shù)據(jù)的低八位*/ OUT_595(); /*給595的RCK寫(xiě)入時(shí)鐘信號(hào)，串行數(shù)據(jù)移位輸出*/ delay_ms(500); /*延時(shí)500MS*/六、實(shí)驗(yàn)步驟連接設(shè)備，將USB線(xiàn)一端接PC，一端接單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，開(kāi)發(fā)板接12V電源，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)圖1-4打開(kāi)STC-ISP下載工具圖1-4選擇好單片機(jī)型號(hào)STC89C52RC，掃描串口號(hào)，其他設(shè)置為默認(rèn)；然后點(diǎn)擊打開(kāi)程序文件，出現(xiàn)下圖圖1-5進(jìn)入目錄obj，選擇需要下載的hex文件打開(kāi)；關(guān)閉電源→點(diǎn)擊下載/編輯→打開(kāi)電源,程序開(kāi)始下載，出現(xiàn)下圖則操作成功圖1-6七、實(shí)