单片机IO扩展芯片.ppt

4.3 输入/输出接口扩展 MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端口：P0、P1、P2和P3口。 在实际的应用系统中，P0口分时地作为低8位地址线和数据线，P2口作为高8位地址线。这时，P0口和部分或全部的P2口无法再作通用I/O口。 P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求。这时就需要进行单片机I/O口的扩展。 常用的I/O扩展有以下两种形式： 简单I/O接口芯片的扩展 可编程I/O接口电路的扩展 4.3.1简单I/O接口芯片的扩展 简单的I/O口扩展通常是采用TTL或CMOS电路锁存器、三态门等作为扩展芯片（74LS244、74LS245、74LS273、74LS373、74LS377等），通过P0口来实现扩展的一种方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。 简单的I/O口扩展主要包括： 缓冲器扩展输入口（三态门： 74LS244、74LS245等） 锁存器扩展输出口（锁存器： 74LS273、74LS373、 74LS377等） 缓冲器扩展输入口 利用74LS244进行输入口的扩展 74LS244是一种8位的三态缓冲器。当它的控制端1G（2G）为低电平时，输出等于输入；当它的控制端1G（2G）为高电平时，输出呈高阻态。 在上图的电路中，P2.7与RD相或后作为244的使能信号，单片机的P0口与74LS244的8位输出端相连，所以74LS244的地址为：7FFFH。 当单片机从74LS244读取数据时应该为： MOV DPTR，#7FFFH ；将74LS244的口地址送入DPTR MOVX A，@DPTR ； 74LS244的端口读取数据到ACC 锁存器扩展输出口 利用74LS273进行输出口的扩展 74LS273是一种8D触发器器。当它的控制端信号有效且触发端信号有效时，输入D1-D8端的数据被锁存到8D触发器中并形成输出Q1-Q8。 在上图的电路中，P2.7与WR相或后作为74LS273的锁存信号，单片机的P0口与74LS273的8位输出端相连，所以74LS273的地址为：7FFFH。 当单片机从74LS244输出数据是应该为： 一、可编程芯片8155的扩展 8155是一个具有RAM、I/O和计数器的通用可编程接口电路。其具有的资源为： 256B的静态RAM； 两个可编程的8位并行I/O口PA和PB； 一个可编程的6位并行I/O口PC； 一个可编程14位减计数器TC； 8位地址锁存器。 1. 8155的内部结构 8155各引脚的功能为： 地址/数据线AD0～AD7（8条）：是低8位地址线和数据线的共用输入总线，常和MCS-51单片机的P0口相连，用于分时传送地址和数据； PA0～PA7、PB0～PB7：为A、B口线，用于和外设之间传递数据； PC0～PC5为C端口线，既可与外设传送数据，也可以作为A、B口的控制联络线； CS：片选线，低电平有效。 RESET：复位线，通常与单片机的复位端相连。 ALE：地址锁存线，高电平有效。 IO/M：RAM或I/O口的选择线。当为0时，选中8155的256 B RAM；当为1时，选中8155片内3个I/O端口以及命令/状态寄存器和定时/计数器。 RD和WR：读/写线，控制8155的读、写操作。 TMRIN（TI）：定时/计数器的脉冲输入端。 TMROUT（TO）：定时/计数器的输出信号端。 VCC：电源端。 GND：接地端。 2. 8155的RAM和I/O口地址编码 8155当IO/M为0时，单片机对8155的RAM进行操作，共256B，低八位的地址为：00H—0FFH。 8155当IO/M为1时，单片机对8155的I/O口进行操作。 3. 8155的命令字和状态字 芯片8155 的I/O口和定时器/计数器的工作方式可以通过对8155的命令寄存器写入控制字来实现。 8155的命令寄存器和状态寄存器使用同一个地址。 8155的命令字命令字主要规定了8155的I/O口和定时器的工作方式。 8255的状态字状态字的内容包含8155的I/O口的工作状态标志。 MCS-51单片机与8155的接口 8155的命令字格式 8155的状态字格式 8155的I/O的工作方式 基本I/O方式：联络线由程序指定，对计数器输入输出不起控制作用，没有中断能力，输出联络线由软件程序来控制。 选通I/O方式：由PC口的低三位作联络线使用，其余位作I/O线；输入联络线可以起选通数据锁存作用；中断时有中断请求信号产生；各个联络线为： INTRA：中断请求输出标志。 BFA：PA口缓冲器/空输出信号。 STBA：数据选通输入信号。 4. 8155的定时器/计数器 8155片内的定时器/计数器是一个14位的减计数器。计数器分为高6位和低8位寄存器，它的计数初值