8255、8155接口设计.ppt

第八章 MCS-51扩展I/O接口的设计 第一节 概述 第二节 MCS-51与8255A的接口设计 第三节 MCS-51与8155H的接口设计 第四节 简单的I/O口扩展 第一节 概述 51系列单片机内部有4个双向的并行I/O端口：P0～P3，共占32根引脚。P0口的每一位可以驱动8个TTL负载，P1～P3口的负载能力为三个TTL负载。有关4个端口的结构及详细说明，在前面的有关章节中已作过介绍，这里不再赘述。 在无片外存储器扩展的系统中，这4个端口都可以作为准双向通用I/O口使用。我们知道，在具有片外扩展存储器的系统中， 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。 第二节 MCS-51与8255A的接口设计 所谓可编程的接口芯片是指其功能可由微处理机的指令来加以改变的接口芯片，利用编程的方法，可以使一个接口芯片执行不同的接口功能。目前，各生产厂家已提供了很多系列的可编程接口，MCS-51单片机常用的两种接口芯片是8255以及8155。 8255和MCS-51相连，可以为外设提供三个8位的I/O端口：A口、B口和C口，三个端口的功能完全由编程来决定。 P3口具有第二功能，在应用系统中也常被使用。因此在大多数的应用系统中，真正能够提供给用户使用的只有P1和部分P2、P3口。 综上所述，MCS-51单片机的I/O端口通常需要扩充，以便和更多的外设（例如显示器、键盘）进行联系。 在51单片机中扩展的I/O口采用与片外数据存储器相同的寻址方法，所有扩展的I/O口，以及通过扩展I/O口连接的外设都与片外RAM统一编址，因此，对片外I/O口的输入/输出指令就是访问片外RAM的指令。 1. ?8255的内部结构和引脚排列 (1)A口、B口和C口。A口、B口和C口均为8位I/O数据口，但结构上略有差别。三个端口都可以和外设相连，分别传送外设的输入/输出数据或控制信息。 (2) A、B组控制电路。这是两组根据CPU的命令字控制8255工作方式的电路。A组控制A口及C口的高4位，B组控制B口及C口的低4位。 (3) 数据缓冲器。这是一个双向三态8位的驱动口，用于和单片机的数据总线相连，传送数据或控制信息。 (4) 读/写控制逻辑。这部分电路接收MCS-51送来的读/写命令和选口地址，用于控制对8255的读/写。 (5) 数据线(8条)：D0～D7为数据总线，用于传送CPU和8255之间的数据、命令和状态字。 (6) 控制线和寻址线(6条) RESET：复位信号，输入高电平有效。一般和单片机的复位相连，复位后，8255所有内部寄存器清0，所有口都为输入方式。 WR和RD： 读/写信号线，输入，低电平有效。 (7)CS：片选线，输入，低电平有效。 (8) A0、A1：地址输入线。当为0，芯片被选中时，这两位的4种组合00、01、10、11分别用于选择A、B、C口和控制寄存器。 (9)I/O口线(24条)：PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7为24条双向三态I/O总线，分别与A、B、C口相对应，用于8255和外设之间传送数据。 (10) 电源线(2条)：VCC为+5 V，GND为地线。 2. ?8255的控制字 8255的三个端口具体工作在什么方式下，是通过CPU对控制口的写入控制字来决定的。8255有两个控制字：方式选择控制字和C口置/复位控制字。用户通过程序把这两个控制字送到8255的控制寄存器（A0A1=11），这两个控制字以D7来作为标志。 1) 方式选择控制字 方式选择控制字的格式和定义如下图所示。 2) ?C口置/复位控制字 C口置/复位控制字的格式和定义如下图所示。C口具有位操作功能，把一个置/复位控制字送入8255的控制寄存器，就能将C口的某一位置1或清0而不影响其它位的状态。 3. ?8255的工作方式 8255有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。方式的选择是通过上述写控制字的方法来完成的。 第三节 MCS-51与8155H的接口设计 另一种可编程的接口芯片8155，Intel公司研制的8155不仅具有两个8位的I/O端口(A口、B口)和一个6位的I/O端口(C口)，而且还可以提供256?B的静态RAM存储器和一个14位的定时/计数器。8155和单片机的接口非常简单，目前被广泛应用。 1.?8155的结构和引脚 8155有40个引脚，采用双列直插封装，其引脚图和组成框图如下页图所示。 我们对8155的引脚分类说明如下： (1) 地址/数据线A