单片机系统扩展技术研讨.ppt

(3)外部设备的数据信号是多种多样的。既有电压信号，也有电流信号；既有数字形式，还有模拟形式。 (4)外设的数据传送有近距离的，也有远距离的。因此有的使用并行数据传送，而有的则需要使用串行传送方式。 正是由于上述原因，使数据的I／O操作变得十分复杂，无法实现外部设备与CPU进行直接的同步数据传送，而必须在CPU和外设之间设置一个接口电路，通过接口电路对CPU与外设之间的数据传送进行协调。 3 、接口电路应该具有如下几项主要功能： (1)速度协调 (2)输出数据锁存 (3)数据输入三态缓冲 (4)数据转换 4 、 I／O接口电路扩展芯片 可编程IO芯片： 8155、8255，8243，8279 TTL、CMOS锁存、缓冲器电路芯片： 74LS373、 273、 377（锁存）， 244、367 （缓冲） 5、 端口做数据总线进行I／O接口扩展时与外部RAM统一编址，即两者合用64K地址空间(一部分给RAM，一部分给IO口）。因此，CPU可以像访问外部RAM一样访问外部IO接口，对外部IO口进行输入/输出操作。 只要根据“输入三态，输出锁存”与总线相连的原则，选择74LS系列的TTL电路或MOS电路即能组成简单的扩展I/O口。 例如采用8位三态缓冲器74LS244组成输入口，采用8D锁存器74LS273，74LS373，74LS377等组成输出口。 图6-20给出了一种简单的输入、输出口扩展电路。当要扩展多个输入/输出口时，可采用图6-21所示连接方法。 下一页 用并行口扩展I/O口 图6-20 简单I/O扩展接口 返回 图6-20 简单I/O扩展接口 返回 用串行口扩展I/O口 当MCS-51单片机串行口工作在方式0时，使用移位寄存器芯片可以扩展一个或多个8位并行I/O口。这种方法不会占用片外RAM地址，而且可节省单片机的硬件开销。缺点是操作速度较慢，扩展芯片越多，速度越慢。 图6-22和图6-23分别给出了利用串行口扩展2个8位并行输入口（使用74LS165）和扩展2个8位并行输出口（使用74LS164）的接口电路。 返回本节 图6-22 利用串行口扩展并行输入口 返回 图6-23 利用串行口扩展并行输出口 返回 * 第六章 单片机系统扩展技术 51单片机的功能较强,在智能仪器仪表,家用电器,小型检测控制系统中使用,本身就可满足要求,使用方便,但对于一些较大的应用系统来说,其内部功能及外部引脚将显得不足,应用时就需要进行扩展. 1、扩展内容:程序存储器,数据存储器,I/O口扩展,定时计数器扩展,显示接口扩展,键盘接口扩展,A/D D/A转换等内容. 最小系统 所谓最小系统,是指一个真正可用的单片机最小系统配置.对于片内带有程序存储器的8051(8751)单片机,只要在芯片上外接时钟电路和复位电路就可以使用. 对于片内不带程序存储器的8031单片机,除了在芯片上外接时钟电路和复位电路,还要外接程序存储器,才能构成一个最小系统. 系统扩展原理 为了使单片机能方便的与各种扩展芯片相连接,常将单片机芯片的外部引线分为一般微型计算机的三总线形式. 程序存储器的扩展 8031:需外接程序存储器 8051:程序4K时,需外接程序存储器 8751:程序8K时,需外接程序存储器 数据存储器的扩展 I/O口的扩展（与数据存储器相同） 51单片机常用系统扩展芯片 1、程序存储器（EPROM）:常用程序存储器有27××系列，××表示了存储位容量的大小，单位为KB bit。如2716为16KB bit，通常写成2K×8bit(2K字节)。本系列产品还有2732、2764、27128、27256(32K×8)、27512 2、数据存储器（SRAM） 　常用数据存储器有6116(2K×8)、6264(8K×8)、62256(32K×8)、62512(64K×8) . 3、I/O接口 　TTL芯片：74LS373、74LS244、74LS273、74LS374，它们常用作锁存器。 （1）并行口： 8255（3×8位并行口） 8155（2×8+6并行口） （256×8 SRAM） （一个14位减法定时/计数器） （2）、串行并转换： 　74LS164为串行输入并行输出芯片，用于串－并转换。 74LS165为并行输入串行输出芯片，用于并－串转换。 8251为可编程异步串行口接口芯片。 （3）、A/D：常