第5章单片机最小系统6993157374.ppt

5.2.2 单片机系统的扩展 此外，还可以利用单片机的串行口和移位寄存器也可以实现I/O口的扩展。这种I/O是通过串行口把串行数据转换为并行数据，或是把并行数据转换为串行数据，此种扩展方法速度较慢，但所扩展的I/O口不占用片外I/O口地址。图5.6(a)所示是利用移位寄存器74LS165（并行输入串行输出）扩展的8位并行输入接口电路。单片机与74LS165的串行输出端相连的RXD作为串行输入端，与74LS165的时钟输入端相连的TXD端作为移位脉冲输出端，控制74LS165数据输出节拍。移位和置数过程通过单片机的一根I/O线（如P1.0）来控制。图5.6(b)所示是利用串行输入并行输出移位寄存器74LS164扩展的8位并行输出接口电路。单片机与74LS164的数据输入端相连的RXD和TXD分别作为串行数据输出端和移位脉冲输出端，普通I/O口P1.0用于清除74LS164的输出数据。 5.2.2 单片机系统的扩展 除了以上I/O口的扩展方法外，I/O接口的扩展还可以通过专用接口芯片，例如可编程的并行I/O接口芯片8255，图5.7所示的就是通过8255进行I/O扩展的电路。 8255由并行I/O端口、数据总线驱动器、读/写控制逻辑和A组, B组控制块四个逻辑结构组成。8255通过读、写控制逻辑实现全部的工作状态。在单片机应用系统中，8255的读写操作是通过单片机的地址信号线A0和A1、数据信号线D0～D7，及控制信号线WR, RD, CS实现的。 在使用可编程接口芯片时，除要有正确的硬件，软件中应增加相应的初始化操作。这是因为，用可编程接口芯片扩展I/O口可以通过软件灵活方便地选择接口的工作方式。初始化工作主要是根据应用对芯片的工作方式进行相应的设定，使各口线工作在输入或输出状态。 5.2.2 单片机系统的扩展 图5.6 利用串行口扩展I/O接口电路 5.2.2 单片机系统的扩展 图5.7 可编程芯片扩展I/O接口电路 5.2.2 单片机系统的扩展 在使用可编程接口芯片时，除要有正确的硬件，软件中应增加相应的初始化操作。这是因为，用可编程接口芯片扩展I/O口可以通过软件灵活方便地选择接口的工作方式。初始化工作主要是根据应用对芯片的工作方式进行相应的设定，使各口线工作在输入或输出状态。 （3）常用I/O口扩展芯片 常用的I/O口扩展的TTL芯片有三态门（74LS241, 74LS244, 74LS245）、锁存器（74LS273, 74LS273, 74LS374）、串行输入/并行输出移位寄存器（74LS164, 74LS595）、并行输入/串行输出寄存器（74LS165, 74LS166）和可编程I/O接口芯片（8255, 8155）等。 5.2.2 单片机系统的扩展 4．其他外围芯片扩展 在单片机应用系统中，除了程序存储器、数据存储器及I/O口这些系统主要部件外，还有一些满足系统应用的十分有用的外围芯片，如中断系统、定时/计数器、键盘、显示控制器及串行通信控制器等。这些外围芯片内部大都设有与微处理器芯片的接口电路，接口电路主要由控制命令逻辑电路、状态存储器与设置电路、数据存储与缓冲电路三部分组成，用来实现单片机信号与外围芯片内部信号的转换工作。 由于大部分外围芯片能与微处理器芯片直接相连，因此在单片机应用系统中扩展，接口电路比较简单。图5.8所示为外围芯片与微处理器芯片连接的典型电路，中央处理器CPU与外围芯片连接的信号主要是总线信号，包括地址信号、数据信号、读写控制信号、定时信号、中断信号和复位信号等。 5.2.2 单片机系统的扩展 图5.8 一般外围芯片扩展电路 5.2.2 单片机系统的扩展 此外，有些外围芯片（接口芯片）专门用来控制微处理器芯片与外围设备的连接，它们与外围设备连接的信号主要是输入/输出控制信号和数据信号。不同的控制方式下，接口信号的复杂程度也不同。由于中断接口与DMA接口的控制信号更为复杂，因此通常要由接口芯片提供专用控制信号才能完成数据传输。 在单片机应用系统中用到的外围芯片较常见的有：可编程控制器8259，可编程直接存储器存取控制器（DMA）8237, 8257；可编程CRT控制器8275, 8276, MC6845, MC6847，可编程键盘、显示接口8279；可编程通信接口8250, 8251；可编程定时器8253, 8254；点阵式打印机控制器8295；A/D和D/A转换芯片等。 5.3 Freescale HCS12单片机 1 5.3.1 Free