第10讲 MCS-51的数字量输入输出扩展讲解.ppt

* 74LS244作为输入口 74LS244作为输入口，试确定其地址，1G、2G均接P2.6、RD的或门输出端；244的输出端接8031的数据口，输入端接8个按键。 地址：BFFFH mov dptr,#0bfffh movx a,@dptr D0 D1 D2 D7 J0 J1 J2 J7 * 提示： TTL芯片扩展8051的I/O口，在工程中应用很多，要注意加深理解。 选择芯片时，扩展为输入口的，TTL芯片必须具有三态输出。用为扩展为输出口的，一般选用具有锁存功能的TTL芯片，但有时也选用具有三态输出的芯片，要看具体电路的功能。 * END * 第10讲 I/O口的扩展 电气工程系 赵志衡 E-mail:zhzhhe@hit.edu.cn * I/O扩展主要内容 可编程I/O芯片8255A的扩展 可编程I/O芯片8155H的扩展 计数器芯片8253的扩展 利用串口实现并行口的扩展 采用通用TTL芯片的扩展电路 * 本讲主要内容 I/O扩展概述 8255A的工作原理及其扩展 采用通用TTL芯片的I/O扩展 编程举例 * I/O (输入/输出)接口是MCS-51与外设交换数字信 息的桥梁。 I/O扩展也属于系统扩展的一部分。 MCS-51中真正用作I/O口线的只有P1口的8位和P3口的某些位线。 在多数应用系统中，MCS-51都需要外扩I/O接口电路。 I/O扩展概述 * I/O接口电路可实现以下功能： 1.实现和不同外设的速度匹配 大多数的外设的速度很慢，无法和μs量级的MCU 速度相比。 MCU只有在确认外设已为数据传送做好准备的前提 下才能进行I/O操作。 想知道外设是否准备好，需与外设之间传送状态信息。 I/O接口的功能 * 2. 输出数据锁存 由于MCU工作速度快，数据在数据总线上保留的时 间十分短暂，无法满足慢速外设的数据接收。I/O电路 应具有数据锁存器，以保证接收设备可靠接收。 3. 输入数据三态缓冲 MCU具有多个输入设备时，使得数据总线上可“挂”有多个数据源，为不发生冲突，只允许当前正在进行数据传送的数据源使用数据总线，其余的应处于隔离状态。 * I/O端口的编址 首先清楚I/O接口（Interface）和I/O端口（Port）的概念。 I/O端口：简称I/O口，指具有端口地址的寄存器或 缓冲器。 I/O接口：是指MCU与外设间的接口芯片。 一个I/O接口芯片可以有多个I/O端口， （1）数据口（2）命令口（3）状态口 I/O端口编址是给所有I/O接口中的寄存器分配地址。 * I/O端口编址两种方式：独立编址与统一编址 1．独立编址方式 I/O寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址，但 需专门读写I/O的指令和控制信号。 2．统一编址方式 I/O寄存器与数据存储器单元同等对待，统一编址。 不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指 令进行I/O操作，简单、方便且功能强（MOVX）。 MCS51采用这种方式 * MCS-51使用统一编址的方式 每一接口芯片中的一个功能寄存器（端口）的地址就相当于一个RAM单元。 I/O数据的几种传送方式 为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。 I/O数据传送的几种传送方式是： （1）同步传送（2）查询传送（3）中断传送。 * 1.同步传送方式（无条件传送） 当外设速度和MCU的速度相比拟时，常采用同步传 送方式，最典型的同步传送就是MCU和外部数据存储 器之间的数据传送。 2.查询传送方式（条件传送，异步式传送） 查询外设“准备好”后，再进行数据传送。 优点：通用性好，硬件连线和查询程序十分简单， 缺点：效率不高。 为提高效率，通常采用中断传送方式。 * 3.中断传送方式. 外设准备好后，发中断请求，MCU进入与外设数 据传送的中断服务程序，进行数据的传送。中断服务 完成后又返回主程序继续执行,工作效率高。 常用的I/O接口电路芯片 Intel公司的配套可编程I/O接口芯片的种类齐全，为扩展I/O接口提供了很大的方便。或者采用通用的TTL集成电路芯片。 * 小结 原因：MCS-51本身提供的I/O端口不多（P1、P3的一部分） 方法：MCS-51将外扩I/O和外部数据存储器统一编址，用户可以把一部分外部数据存储器的空间（64k）作为I/O空间，通过MOVX指令完成对外扩I/O口的输入输出。 实现：采用专门的外围接口芯片8155，8255等 采用通用的TTL芯片74LS377，74LS273等 * 可编程并行I/O芯片82