第8章51单片机系统扩展技术要点分析.ppt

本例中也可以为四种芯片选择不同且唯一的地址范围，例如，依次将YO、Y1、Y2、Y3分别接IC0、IC1、IC2与IC3的片选，各存储器芯片的地址范围依次是： IC0(2764) 0000H~1FFFH IC1(2764) 2000H~3FFFH IC2(6264) 4000H~5FFFH IC3(6264) 6000H~7FFFH 本例也可以采用74LS138作为译码器，具体接法请读者自己思考。 8.4 I／O口的扩展技术 单片机输入输出(I/O)接口是CPU和外部设备间进行信息交换的桥梁，复杂应用系统中，往往需要连接很多输入输出设备，单片机的I/O口线，常常不够使用，必须扩展单片机的I/O口。扩展I/O口的方法有三种：简单的I/O口扩展、采用可编程的并行I/O接口芯片扩展以及利用串行口进行I/O口的扩展。利用串行口扩展的方法，已经在第7章介绍过，本节重点介绍前两种扩展方法及实际应用。 8.4.1 I／O口的扩展概述 51系列单片机内部有4个双向的并行I/O端口P0～P3，共有32根引脚，有关4个端口的详细内容，已在前面的有关章节中作过介绍，这里不再赘述。 5l单片机的P3口是多用途的，用作第二功能时，就不能再作一般I／O口线用；在接有外部程序存储器或数据存储器时，P0口作地址／数据线，P2口全部或部分作专用地址线用。在以上情况下，提供给用户使用的只有P1口或P2口的部分I/O线。另外，在单片机本身的I/O口电路中, 只有数据锁存和缓冲功能, 而没有状态寄存和命令寄存功能, 因此难以满足复杂的I/O操作要求。因此，在实际应用系统中，51单片机的I/O端口通常需要扩充，以便和更多的外设（例如显示器、键盘）进行联系。 具体扩展方法主要有总线扩展法和串行口扩展法（已经在第7章介绍）。采用总线扩展I／O口时，其方法与扩展RAM基本相同。扩展时应注意： (1)I/O端的每个端口都有一个地址，CPU通过端口电路对端口中的信息进行读写。在51单片机中，扩展的I／O口采用与数据存储器相同的寻址方法。所有扩展的I／0口均与片外RAM存储器统一编址，任何一个扩展的I/O芯片根据地址线的选择方式不同，占用一个或多个片外RAM的地址，且不能与片外RAM的地址发生冲突。地址码的确定要保证该地址只能选中唯一的接口电路，一般选用全译码法确定地址。 (2)对片外I／O口的输入输出操作指令与访问片外RAM的指令相同。即： MOVX @DPTR,A MOVX @Ri,A MOVX A,@DPTR MOVX A,@Ri (3)扩展I/O口的硬件相依性。不同I/O芯片，其电气特性也不同，在扩展时必须充分考虑与之连接的外设硬件电路的特性，如驱动功率、电平、干扰抑制及隔离等。 (4)扩展I/O口的软件相依性。由于不同I/O芯片具有不同的操作方式，因而应用程序也有所不同，如入口地址、初始状态、工作方式选择等均有差别。 (5)P0、P1、P2、P3口的驱动能力有所不同，实际应用中，应保证其驱动能力足够，必要时，加接总线缓冲驱动器。 扩展I／O口常用的芯片有：TTL或CMOS型锁存器、缓冲器和可编程的I／O芯片。采用TTL或CMOS型锁存器、缓冲器，可以进行简单的I／O口扩展。实际中，为完成一些较复杂的输入输出，仅靠简单的接口芯片不能满足要求，此时可选用可编程的接口芯片。可编程接口芯片可以由CPU通过程序控制，实现不同的接口功能。使用十分灵活方便，不需要或只需很少的辅助电路就可以与处理器和外设直接连接。 可编程接口芯片种类较多，功能各异。常用的可编程接口芯片有： 8255A：可编程并行I／O接口芯片； 8250、8251：可编程串行接口芯片； 8237：可编程DMA控制器芯片； 8253：可编程定时／计数器接口芯片； 8279／78：可编程键盘／显示器接口芯片； 8295：点阵式打印机控制接口芯片； 8l55：内部带有RAM、可编程定时器、可编程并行I／O接口芯片。 8l56：功能与引脚和8l55完全相同，唯一区别是片选为高电平有效。 可编程I／O接口电路的扩展，就是利用可编程接口芯片对I／O进行扩展，8255A与8155芯片是51单片机常用的两种接口芯片，本节主要介绍8255A与8155芯片的扩展方法。 8.4.2 简单的I／O口扩展 在许多实际应用系统中，有些开关量或并行数据需要直接输入／输出，如开关、 键盘、 数码显示器等外设, 主机可以随时与这些外设进行信息交换。在这种情况下, 只要按照