《单片机ppt课件：9并行口扩展.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机ppt课件：9并行口扩展.ppt（51页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、单片机系统扩展,单片机系统扩展,通知：,考试时间：教学16周星期三（12月16号）下午5-6节（13：30开始）考试地点：一教304、305、306教室,单片机系统扩展,应用系统总体设计（1）应用系统分析（2）主机的选择通用型：80c51专用型：某一领域（电表、记事本、LCD接口等）总线型：三总线结构、非总线、复用结构存储器：程序存储器结构 OTP、Flash在线编程技术特点：4、8、16、32机，指令集（RISC)8位机为主，RISC指令长度12、14位，程序存储器结构 12-14位，指令：单字长、单地址、单周期流水线方式,（3）硬件系统配置：,1）主机功能分配：I/O口、中断、定时/计数、
2、串口2）外部功能部件的扩展与配置 外部存储器的扩展与配置:程序存储器 数据存储器 I/O口的扩展与配置：合理安排I/O口 外围部件的扩展与配置:LCD LED AD DA IO扩展,简单控温系统,数据采集模拟信号转变数字信号 A/D人机对话键盘、显示、设置时间/温度控制温度数字信号转变模拟信号 D/A输出控制结果打印报表与上位机联系通讯方式的设定,数据总线 P0口地址总线 P0口分时复用（A0-A7）P2口（A8-A15）控制总线 EA PSEN RD WR ALE RET I/O线 P1口 P3口,16位地址线,8位数据线,控制线,P2P0ALE,RD,WR,PSEN,EA,RET,X0X1
3、,P1P3,I/O,锁存器,8051,地址空间分配,寻址64K空间（1）数据存储器（2）程序存储器16位地址总线:PSEN和CS访问外部程序存储器 RD/WR和CS访问外部数据存储器MOV类指令访问内部RAM MOVX类指令访问外部RAM地址空间分配与外部存储器容量及数量有关访问外部数据存储器与外部I/O接口的地址空间不能重叠,译码方法,选择指定芯片_片选 选择芯片某一单元_字选线性选择法：利用空余地址线做片选信号地址译码法：利用高位空余地址线做译码信号,译码电路设计,I/O端口不需要用地址进行访问定位，但仍然需要片选信号进行访问控制，I/O端口访问控制信号的产生方法包括：全地址译码法、部分地
4、址译码法、线性选则法。,全地址译码法,全部地址参与译码，产生的控制信号对应唯一地址。,部分地址译码法,部分地址参与译码，产生的控制信号对应某一地址区域，而不是唯一地址。,线性选则法,直接使用地址线作为读/写访问控制信号线。,数据/地址分离电路设计,全地址译码电路设计,3-8译码器（74LS138）性能分析,74LS138,74LS138逻辑功能真值表,74LS133地址信号输入,A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X,F,F,F,8-F,74LS138地址信号输入
5、,3-8译码器,74LS138实现的全地址译码器,部分地址译码电路设计,74LS138输出状态仅与部分地址信号输入有关。,地址信号A0-A7并未使用，A8-A12作为后续二次译码的地址信号。,地址信号A13-A15作为74LS138地址译码器输入。,外部数据存储器和I/O接口译码,部分译码法,部分地址参与译码，产生的控制信号对应某一地址区域，而不是唯一地址。,A15,A13,A14,RAM1,RAM2,RAM3,RAM4,8KB,8KB,8KB,8KB,32KB,I/O1访问控制,I/O2访问控制,I/O3访问控制,I/O4访问控制,8KB,8KB,8KB,8KB,32KB,例如：,地址译码,
6、将地址线高位作为译码线P2.5 P2.6 P2.7,Y0Y7,Y0Y7,A13P2.5A14P2.6A15P2.7,74LS138,ABC,YX-8KB地址 X:0-7,G1G2AG2B,第二级,G2B,74LS138,ABC,片选译码：,8051,2732,8255,8279,0809,0832,P2.7,P2,6,P2.5,P2.4,P2.0-3,CS,CS,CS,CS,CS,PSEN,RD,WR,A0-1,ALE,P0,P2,A0,ALE,程序存储器2732地址0000H-0FFFH CS接地I/O扩展8255地址EFFCH-EFFFH或E000H-E003H-CS接P2.4。内部留有4
7、个寄存器地址。1110,1111,1111,1100-1110,1111,1111,11111110,0000,0000,0000-1110,0000,0000,0011 1/0不影响键盘显示8279地址DFFFH-DFFEH或D000H-DOO1H-CS接P2.5。内部留有2个寄存器地址1101,1111,1111,1111-1101,1111,1111,1110 1101,0000,0000,0000-1101,0000,0000,0001,地址空间的安排,地址空间的安排,A/D芯片0809地址BFFFH或B000H CS接P2.61011,1111,1111,1111 1011,0000
8、,0000,0000内部留有8个模拟通道地址，具体地址？D/A芯片0832地址7FFFH或7000H CS接P2,70111,1111,1111,1111 0111,0000,0000,0000,线选法,直接使用地址线作为读/写访问控制信号线。,P2.0（A8）=0,P2.0,74LS32,外部程序存储器扩展 64K,OE,D0-D7,A0-A7,A8-A15,ALE,P2,P0,373,PSEN,CS,8051,读外部程序存储器的数据 MOVC指令,高位地址低位地址数据总线,ROM,外部数据存储器扩展,OE,D0-D7,A0-A7,A8-A15,ALE,P2,P0,373,WR,CS,805
9、1,WE,RD,Y0,高位地址低位地址数据总线,地址译码,RAM,读外部数据存储器 指令MOVX,外部数据存储器扩展 128 K,程序/数据存储器混合应用,调试程序方便执行MOVX指令时，产生RD/WR信号将程序装入RAM中。可以进行读/写修改。执行RAM中程序时，由PSEN信号选通RAM读出,与门,并行总线扩展驱动,数据总线驱动双向 74LS245地址总线驱动单向74LS244控制总线驱动与配置,控制线,地址线,并行总线缓冲/驱动,单片机,缓冲/驱动器,ABC,地址线数据线命令线,数据线驱动 地址线驱动,4.数据总线驱动电路设计,74LS245内部电路,外部数据存储器的读写操作,读指令：MO
10、VX A,DPTR MOVX A,Ri 写指令：MOVX DPTR,A MOVX Ri,A如：3F50H数据读到A指令 MOV DPTR，#3F50H MOVX A，DPTR或MOV P2，#3FH MOV R0，#50H MOVXA，R0,外部数据存储器的读写操作,如将55H数据写到外部数据RAM 3F50H单元操作指令：MOVA，#55HMOVDPTR，#3F50HMOVXDPTR，A或MOVA，55HMOVR0，#50HMOVP2，#3FHMOVX R0，A,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,AD0832,指令“MOVX DPTR,A”产生控制信号,运行修改后的测试程序，有
11、 信号，D/A芯片其他引脚连接有误；否则检查 信号产生电路。,并行外围扩展技术,并行I/O口方式 并行扩展总线方式,I/O口扩展（锁存、键盘、显示灯、数码管等),总线方式扩展(8155、ADC0809、DAC0832等),并行I/O口的扩展特性,输出锁存（接口非三态，一对一数据传送）握手交互（I/O口双方数据锁存，握手线）指令控制实现时序协议（指令时序实现双方协议）,并行总线的扩展特性,*三态输出（总线方式 分时操作多个I/O口 需要寻址）*时序交互（双方数据传输按时序操作）*总线协议由CPU控制（数据传送CPU控制，不用握手信号）,并行I/O口扩展的键盘,单片机,VCC,独立式键盘扫描,P2
12、.7RD,74LS244,P0口,线选译码,并行I/O口扩展的键盘（查询）,行列式键盘列线输出低电位，查询行线电平,行线(输入),列线(输出低电平),单片机,RD,WR,74LS273,P0口,？输入芯片型号,并行I/O口扩展的键盘（中断方式）,中断方式行列式键盘由中断请求进入键盘服务子程序列线输出低电位，查询行线电平,列线(输出低电位),行线(输入),单片机,INT,LED数码显示器结构及原理,a,b,c,d,e,f,g,dp,1,2,3,4,5,10,9,8,7,6,e,d,Vcc,c,dp,g,f,Vcc,a,b,1,2,3、8,4,5,10,9,7,6,e,d,c,dp,b,a,f,g
13、,1,2,4,5,10,9,7,6,e,d,c,dp,b,a,f,g,3、8,共阳,共阴,LED显示器显示方式,静态方式 动态方式,8,8,字段 字段 字段,字位 字位 字位,字位 字位 字位,字段,电子工程设计-控温系统：显示系统（总线方式）,静态方式,用74LS273 设计显示数据输出电路（总线方式）,74LS273,8751,74LS32,数码管,显示数据输出,74LS273输出,P2.0（A8）,D0D7,显示内容刷新,Q1Q8,Q1Q8,？显示7、8的输出控制,并行I/O口扩展的显示电路（总线方式）,6位显示器,单片机,动态扫描方式,P2.0,P2.1,WR,8,74LS32-或门,
14、74LS273,P0口,LED显示方式,单片机驱动能力静态不占用CPU时间，I/O口线用得多。动态占用CPU时间，I/O线占用的少专用的显示驱动芯片若与键盘扫描电路结合组成人机对话系统（请思考和设计）。,并行总线接口扩展的显示、键盘,RL0-8,SL0-2,138,138,75451,7407,8位显示器,B0-3A0-3,8279,8051,BD,INT,P2.7,WR,RD,8*8=64,字位,字段,P0口,2.阵列式键盘电路设计,阵列式键盘电路工作原理,S1,S2,S3,S4,R1,R2,R3,R4,K0,K1,K2,K3,K7,K11,K15,K14,K13,K12,K8,K9,K10,K6,K5,K4,R1,R2,R3,R4,S1S4,原理图,时序图,D0D7,D0D7,P2.0,P2.0,D0D7,R1R4,S1S4,1Y11Y4,74LS244,74LS273,原理图,时序图,74LS32,阵列式键盘电路设计参考,电子工程设计-控温系统：键盘管理（总线方式）,键盘实现方案一,键盘实现方案二,3.显示和键盘控制电路集成实现方案,显示控制电路,键盘控制电路,译码电路,
