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单片机IO扩展8155(课堂PPT)


综上所述,89C51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,即:
选中寄存器
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××××× 0 0 0 ××××× 0 0 1 ××××× 0 1 0 ××××× 0 1 1 ××××× 1 0 0 ××××× 1 0 1
内部命令/状态寄存器
PA口
PB口
PC口
定时/计数器低8位寄存器
2. 作片外RAM使用
当=0,=0时,8155只能做片外RAM使用,共256 B。
其寻址范围由以及AD0~AD7的接法决定,这和前面讲到
的片外RAM扩展时讨论的完全相同。当系统同时扩展片外
RAM芯片时,要注意二者的统一编址。对这256 B RAM的
2020/4/2操4 作使用片外RAM的读/写指令“MOVX”。
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• 74HC373芯片的功能
• 输出接口扩展通常用74HC373芯片来实现。该 芯片是一个带允许端的8D锁存器,其芯片的引 脚如图4所示,各相关引脚的功能如下:
• ◇D0~D7为8位数据输入端;
• ◇Q0~Q7为8位数据输出端;
• ◇G为使能控制端;
• ◇CLK为时钟信号,上升沿锁存数据。
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 成框图如图8.20所示。
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12 13
AD0 AD1
14 15
16 17
18 19
AD2 AD3
AD4 AD5
AD6 AD7
8 9
10 7
11
CE RD
WR IO/M
ALE
8155
6 TIMEROUT
3 TIMERIN
(2) I/O口总线(22条):PA0~PA7、PB0~PB7分别 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。
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(3) 控制总线(8条):
RESET:复位线,通常与单片机的复位端相连,复位 后,8155的3个端口都为输入方式。
256 B RAM;当=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。
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TIM ERIN、TIMEROUT:定时/计数器的脉冲输入、输出 线。TIMERIN输入脉冲对8155内部的14位定时/计数器减1; 为输出线,当计数器计满回0时,8155从该线输出脉冲或方 波,波形形状由计数器的工作方式决定。
单片机系统I/O扩展
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并行I/O口扩展
4.1.1 89C51内部并行I/O口及其作用
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。
TIMER IN TIMER OUT
256字节 A 静态 RAM
B
14位
定时
计数器
C
PA0¡«PA7 PB0¡«PB7
PC0¡«PC7
VCC(£«5 V) VSS(GND)
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图 8155的引脚图和结构框图
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我们对8155的引脚分类说明如下:
(1) 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51单片机的P0口相连, 用于分时传送地址数据信息,当ALE=1时,传送的是地 址。
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3. 作扩展I/O口使用
当 CE =0,IO / M =1时,此时可以对8155片内3个I/O 端口以及命令/状态寄存器和定时/计数器进行操作。与I/O 端口和计数器使用有关的内部寄存器共有6个,需要三位地 址来区分,为地址分配情况。
表8.4 6个内部寄存器的地址分配表
AD/4/24
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4.1.3 采用8155扩展I/O口
在实训电路中采用的是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。
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。通过7.1和7.2节的介绍,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。
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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。
4 RESET
PA0 21
PA1 22
PA2 23
PA3 24
IO/M
PA4 25
PA5 26
PA6 27 AD0¡«AD7
PA7 28
PB0 29 PB1 30 PB2 31 PB3 32 PB4 33 PB5 34 PB6 35 PB7 36
CE ALE RD WR RESET
PC0 37 PC1 38 PC2 39 PC3 1 PC4 2 PC5 5
RD WR :读/写线,控制8155的读、写操作。
ALE:地址锁存线,高电平有效。它常和单片机的 ALE端相连,在ALE的下降沿将单片机P0口输出的低8位 地址信息锁存到8155内部的地址锁存器中。因此,单片机 的P0口和8155连接时,无需外接锁存器。
CE :片选线,低电平有效。
IO / M :RAM或I/O口的选择线。当=0时,选中8155的
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4.1.2 简单的I/O口扩展
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,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。
1. 扩展实例
采用74LS244作为扩展输入、74LS273作为扩展输出的 简单I/O口扩展。
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