第八章 输入输出扩展.docVIP

第八章 I/O 口扩展 8.1用TTL芯片扩展并行口 输出接口的主要功能是进行数据保持,或者说是数据锁存。所以简单输出接口扩展的电路是锁存器。 TTL集成电路: 特性 SN54/74(标准系列) SN 54H/74H (高速系列) SN54S/74S(肖特基系列) SN54LS/74LS (低功耗肖特基系列) 平均传输延迟(ns) 10 6 3 9.5 平均功耗(m w/每门) 10 22 19 2 最高工作频率 (MHz) 35 55 125 45 输入最大低电平(V) 0.8 0.8 0.8 0.8 输入最小高电平(V) 2.0 2.0 2.0 2.0 输出最大低电平(V) 0.4 0.4 0.5 0.5 输出最小高电平(V) 2.4 2.4 2.7 2.7 输入低电平时输出电流(mA) 1.6 2 2 0.4 输入高电平时灌电流(μA) 40 50 50 20 输出低电平时灌电流(mA) 16 20 20 8 输出高电平时输出电流(mA) 0.4 0.5 1 0.4 74LS373 输出控制 使能G 输入D 输出 L L L H H H L X H L X X H L Q0 Z(高阻) 74LS273 CLR CLK 输入D 输出 L H H H X L X H L X L H L Q0 74LS273 74LS374 输出控制 时钟 输入D 输出 L L L H L X H L X X H L Q0 Z(高阻) 74LS244 I0L IOH T(传输延迟) 功耗 74LS244 74S244 24 mA 64 mA 15 mA 15 mA 12 ns 6 ns 135 m w 538 m w 1.简单输出接口扩展的典型电路芯片 简单输出接口扩展通常使用74LS377,74LS373,74LS244等芯片.例如:74LS377该芯片是一个具有使能控制端的8D锁存器。其信号引脚排列如图7-10。 图8-1 74LS377引脚图 其中 ·8D～1D—8位数据输入线 ·8Q～1Q—8位数据输出线 ·CK—时钟信号，上升沿数据锁存 ·G—使能控制信号 ·VCC—+5V电源 74LS377的逻辑电路如图7-11。 图8-2 74LS377的逻辑电路图 74LS377是由D触发器组成，D触发器在上升沿输入数据，即在时钟信号（CK）由低变高正跳时，数据进入锁存器。74LS377的逻辑功能如表7－2所示 表8－2 74LS377的逻辑功能 G CK D Q 1 X X Q0 0 ( 1 1 0 ( 0 0 X 0 X Q0 从真值表可以看出： (1)若G=1，则不管数据和时钟信号（CK）是什么状态，锁存器输出锁存的内容（Q。）。 (2)只有在G=0时，时钟信号才能起作用。即时钟信号正跳变时，数据进入锁存器。即输出端反映输入端状态。 (3)若CK=0，则不论G为何状态，锁存器输出锁存的内容（Q。），而不受D端状态影响。 2.输出接口扩展举例 扩展单输出接口只需一片74LS377，其连接电路如图7-12。 图8-3 74LS377作输出接口扩展 在扩展电路中，以MCS－51的WR信号接CLK。因为在WR信号由低变高时，数据总线上出现的正是输出的数据，因此WR接CLK正好控制输出数据进入锁存器。 此外74LS377的G信号端固定接地（有效），其目的是使锁存器的工作只受CLK （WR）信号的控制。 练习: 手上有一个不带输出控制的A/D转换芯片,要求你将它接到MCS51总线上. .2 8255A作单片机的可编程I／O扩展 上一节已讲述了只能实现数据锁存和缓冲功能的简单I／O扩展。本节将讲述能实现复杂I／O接口扩展的可编程并行接口芯片。这些芯片功能较强，其最大特点在于工作方式的确定和改变是用程序以软件方法实现，因此称之为可编程接口芯片。 在单片机I／O扩展中常用的可编程接口芯片有： 8255A可编程通用并行接口芯片 8155带RAM和定时器／计数器的可编程并行接口芯片 8.2.1 8255A的逻辑结构和信号引脚。 8255A是可编程的并行输入／输出接口芯片，通用性强且使用灵活，常用来实现MCS－5l系列单片机的并行I／O扩展。 8255A是一个40引脚的双列直插式集成电路芯片，其引脚排列如图7-13。 图8-4 8255A引脚图 按功能可把8