单片机第9章-1.ppt

第九章 单片微机的系统扩展原理及接口技术 系统扩展是指单片微机内部各功能部件不能满足应用系统要求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。 主要有程序存储器的扩展、数据存储器的扩展、I/O口的扩展、中断系统扩展以及其它特殊功能接口的扩展等。 对于单片微机系统扩展的方法有并行扩展法和串行扩展法两种。 ◆并行扩展法：利用单片微机本身具备的三组总线（AB、DB、CB）进行的系统扩展。 ◆串行扩展法：利用SPI三线总线和I2C双线总线等进行串行系统扩展。 有的单片微机应用系统同时采用并行扩展法和串行扩展法。 图9–1 80C51系列单片微机的三总线结构 74LS373是有输出三态门的电平允许8D锁存器。当G（使能端）为高电平时，锁存器的数据输出端Q的状态与数据输入端D相同（透明的）。当G端从高电平返回到低电平时（下降沿后），输入端的数据就被锁存在锁存器中，数据输入端D的变化不再影响Q端输出。 74LS273是带公共时钟复位八D触发器 (1)1脚是复位CLR,低电平有效,当1脚是低电平时,输出全部输出0,即全部复位; (2)当1脚为高电平时,11(CLK)脚是锁存控制端,并且是上升沿触发锁存,当11脚有一个上升沿,立即锁存输入脚的电平状态,并且立即呈现在在输出脚上. 所以，如果分别用273和373来作为单片机的地址存器的话,对273来说,1(CLR)脚必须接高电平,ALE信号经过反相后接11脚(因为单片机的ALE信号是以下降沿方式出现)； 对373来说,1脚接低电平,保证使能,11脚直接接单片机的ALE信号. 图8–3 74LS138三-八译码器 图8–5 SPI系统时钟的极性和相位关系 图8–6 I2C总线系统示意图 9.2 程序存储器的扩展 ROM芯片及扩展方法 1、EPROM存储器及扩展 常用的EPROM芯片有2732、2764、27128、27256、27512等 。型号 “27”后面的数字表示其位存储容量。如果换算成字节容量，只需将该数字除以8即可。芯片引脚功能： 图8-8 EPROM芯片引脚 图9–10 程序存储器的扩展电路 EPROM存储器扩展电路： 图9–11 程序存储器的扩展电路 2、EEPROM存储器及扩展 常用的EEPROM芯片有2864、2817等 。 “MOVX A,@DPTR” 和“MOVX @DPTR,A” 的操作时序 数据存储器:常用的数据存储器SRAM芯片有6116﹑6264﹑62256等。 16KB片外并行数据存储器扩展电路 单片机与I/O设备的关系： 三态缓冲器的控制逻辑 9.4.3 可编程I/O并行接口芯片8255A的扩展及应用  （1）具有两个8位端口（PA、PB）和两个4位端口（PC的上半部分和下半部分）。 （2）任何端口都可以设定为输入或输出，各端口的输入、输出共有16种组合。 PA口、PB口和PC口均可设定为方式0，并可根据需要，向控制寄存器写入工作方式控制字，规定各端口为输入或输出方式。 ?⒈ 简单输出口的扩展 ? 输出口的主要功能是进行数据保持(锁存) ，一般应用锁存器芯片实现。比如常用74LS377芯片，该芯片是一个具有“使能”控制端的8D锁存器。一个时钟输入端CK，一个锁存允许信号G，当G=0时，CK的上跳变将把8位D输入端的数据打入8位锁存器，这时Q输出端将保持D端输入的数据。80C51与74LS377的接口见图9–12。 8.4.3 80C51简单I/O的扩展 9.4.2 使用74系列器件扩展I/O口 80C51与74LS377接口电路图 ?例：将一个数据字节从74LS377输出 MOV DPTR，#7FFFH ；地址指针指向74LS377 MOV A，#DATA ；将输出数据送A MOVX @DPTR，A ；输出数据 ⒉ 简单输入口的扩展 对于常态数据的输入，只需采用8位三态门控制电路芯片即可。下图是用74LS244通过P0口扩展的8位并行输入口，图中，三态门由P2.6和 RD相或控制，其端口地址为BFFFH。 例：数据输入 MOV DPTR，#0BFFFH ；指向74LS244口地址 MOVX A，@DPTR ；读入数据 80C51与74LS244接口电路图 使用74373扩展输入口 74LSTTL I/O扩展举例 编写程序把按钮开关状态通过上图的发光二极管显示出来。程序如下： DDIS： MOV 　DPTR，#0FEFFH ；输入口地址→DPTR L