第9章 IO扩展.ppt

为何要扩展I/O 原因： 1、单片机本身接口功能有限； 2、控制应用中的复杂接口要求：速度差异大、设备种类繁多、数据信号形式多种多样。I/O设备必须通过I/O接口与计算机连接。 I/O接口的功能 1、速度协调 锁存数据、传送联络信号。 2、数据格式转换 并--串转换、A/D、D/A转换。 3、电平转换 电平幅值或正/负逻辑转换。 4、隔离 多个设备信号通过接口三态门隔离干扰信号。 5、输入三态缓冲 6、输出锁存驱动 驱动多个逻辑部件或大功率执行部件。 I/O接口信号及编址技术 一、CPU与I/O之间接口信号 每个I/O接口分配有对应的I/O地址。 二、I/O编址方式 需要编址的子系统：存储器和接口电路。 一、存储器地址方式 统一编址 I/O接口共用存储器的地址空间，每个I/O端口视为一个存储单元。 二、专用I/O地址方式 独立编址 有专用I/O控制信号和I/O指令。I/O接口独立编址，不占用存储器的地址空间。如的Z80。 MCS-51 ——统一编址方式 MCS-51单片机有片内I/O接口和扩展I/O接口。 片内I/O接口寄存器在SFR中，使用片内数据存储器空间，扩展I/O接口使用片外数据存储器地址空间： 输出指令： 输入指令： 片内寻址： MOV P1，A MOV A，P1 片外寻址： MOVX @DPTR，A MOVX A，@DPTR MOVX @R0，A MOVX A，@R0 三、I/O控制方式 1、无条件传送（同步程序传送）方式： 已知I/O设备准备就绪，可直接进行数据传送。 适用： 三、I/O控制方式 2、查询方式： （有条件传送方式） 先查询I/O设备当前状态， 若准备就绪，则交换数据， 否则循环查询状态。 1）硬件查询电路： 设置状态锁存和数据锁存电路。 2）软件查询程序： 先输入状态，决定是否进行数据传送。 假设状态信息在第6位，例程： 4、直接存储器访问方式 (DMA—Direct Memory Access) 用于计算机与高速外设进行大批量数据交换，由DMA控制器接管总线控制权，RAM与外设之间直接数据传输，不需CPU的介入。 四、单片机并行接口 MCS-51的并行接口 4个8位双向并行I/O接口： P0.0～ P0.7、P1.0 ～P1.7、P2.0 ～P2.7、P3.0～P3.7。 均为多功能I/O接口，CPU按当前操作自动进行功能切换。 并行接口的三种操作 3.读-修改-写： 修改输出锁存器的内容。锁存器中的数据通过三态门进入内部总线，修改后再写入到锁存器中。 读-修改-写指令：并行口为目的操作数的指令： 如：ANL P1，A 并行口的使用 2.P1口：称为用户I/O接口。 4. P3口：双向并行接口和第二功能： 串行接口引脚：TXD、RXD 中断输入引脚：INT0、INT1 定时器输入引脚：T0、T1 读写控制线：RD、WR 用4个发光二极管对应显示4个开关的开合状态。如P1.0合则P1.4亮，其余依此类推。 1.无条件传送方式 指示灯立即反映开关状态。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN：MOV A，#0FFH MOV P1，A ；熄发光二极管 MOV A，P1 ；输入开关状态 SWAP A MOV P1，A ；开关状态输出 SJMP MAIN 2.中断传送方式： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP IOINT ORG 0100H MAIN： SETB IT0 ；脉冲边沿触发 SETB EX0 ；外部中断0允许 SETB EA ；总中断允许 HERE：SJMP HERE ；等待中断 ORG 0500H IOINT：MOV A，#0FFH ；中断程序 MOV P1，A ；熄发光二极管 MOV A，P1 ；输入开关状态 SWAP A MOV P1，A ；开