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1、MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端口：P0、P1、P2和P3口。在实际的应用系统中，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。P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求。这时就需要进行单片机I/O口的扩展。常用的I/O扩展有以下两种形式：简单I/O接口芯片的扩展可编程I/O接口电路的扩展,4.3 输入/输出接口扩展,简单I/O接口芯片的扩展,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（74LS244、74LS245、74LS273、74LS373、74LS377等），通
2、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。简单的I/O口扩展主要包括：缓冲器扩展输入口（三态门：74LS244、74LS245等）锁存器扩展输出口（锁存器：74LS273、74LS373、74LS377等）,缓冲器扩展输入口,利用74LS244进行输入口的扩展,74LS244引脚封装图,MCS-51与74LS244的接口电路图,74LS244是一种8位的三态缓冲器。当它的控制端1G（2G）为低电平时，输出等于输入；当它的控制端1G（2G）为高电平时，输出呈高阻态。在上图的电路中，P2.7与RD相或后作为244的使能信号，单片机的P0口与74LS244的8位输出端相连
3、，所以74LS244的地址为：7FFFH。当单片机从74LS244读取数据时应该为：MOV DPTR，#7FFFH；将74LS244的口地址送入DPTRMOVX A，DPTR；74LS244的端口读取数据到ACC,锁存器扩展输出口,利用74LS273进行输出口的扩展,74LS273引脚封装图,MCS-51与74LS273的接口电路图,74LS273是一种8D触发器器。当它的控制端信号有效且触发端信号有效时，输入D1-D8端的数据被锁存到8D触发器中并形成输出Q1-Q8。在上图的电路中，P2.7与WR相或后作为74LS273的锁存信号，单片机的P0口与74LS273的8位输出端相连，所以74LS
4、273的地址为：7FFFH。当单片机从74LS244输出数据是应该为：,MOV DPTR，#7FFFH；将74LS244的口地址送入DPTRMOVX DPTR，A；从ACC 向74LS244的端口写数据,一、可编程芯片8155的扩展,8155是一个具有RAM、I/O和计数器的通用可编程接口电路。其具有的资源为：256B的静态RAM；两个可编程的8位并行I/O口PA和PB；一个可编程的6位并行I/O口PC；一个可编程14位减计数器TC；8位地址锁存器。,8155的引脚封装图,8155的内部接口图,1.8155的内部结构,8155各引脚的功能为：地址/数据线AD0AD7（8条）：是低8位地址线和数
5、据线的共用输入总线，常和MCS-51单片机的P0口相连，用于分时传送地址和数据；PA0PA7、PB0PB7：为A、B口线，用于和外设之间传递数据；PC0PC5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；CS：片选线，低电平有效。,RESET：复位线，通常与单片机的复位端相连。ALE：地址锁存线，高电平有效。IO/M：RAM或I/O口的选择线。当为0时，选中8155的256 B RAM；当为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。RD和WR：读/写线，控制8155的读、写操作。TMRIN（TI）：定时/计数器的脉冲输入端。TMROUT（TO）：
6、定时/计数器的输出信号端。VCC：电源端。GND：接地端。,2.8155的RAM和I/O口地址编码,8155当IO/M为0时，单片机对8155的RAM进行操作，共256B，低八位的地址为：00H0FFH。8155当IO/M为1时，单片机对8155的I/O口进行操作。,8155内部寄存器地址分配表,3.8155的命令字和状态字,芯片8155 的I/O口和定时器/计数器的工作方式可以通过对8155的命令寄存器写入控制字来实现。8155的命令寄存器和状态寄存器使用同一个地址。8155的命令字命令字主要规定了8155的I/O口和定时器的工作方式。8255的状态字状态字的内容包含8155的I/O口的工作
7、状态标志。,MCS-51单片机与8155的接口,PA口,PB口,PC口,8155的命令字格式,8155的状态字格式,8155的I/O的工作方式,基本I/O方式：联络线由程序指定，对计数器输入输出不起控制作用，没有中断能力，输出联络线由软件程序来控制。选通I/O方式：由PC口的低三位作联络线使用，其余位作I/O线；输入联络线可以起选通数据锁存作用；中断时有中断请求信号产生；各个联络线为：INTRA：中断请求输出标志。BFA：PA口缓冲器/空输出信号。STBA：数据选通输入信号。,4.8155的定时器/计数器,8155片内的定时器/计数器是一个14位的减计数器。计数器分为高6位和低8位寄存器，它的
8、计数初值有程序预置。它的格式为：,高字节寄存器（M2和M1是工作方式码）,低字节寄存器（T0T13为计数器的初值）,8155定时器/计数器四种操作方式和输出波形,1)8155RAM的使用例题：假定在MCS-51单片机的内部RAM中，从30H开始存放一组数据，字节数为50，要求将该组数据存入8155 RAM中，起始地址为7E00H。程序为：.RAMWR:MOV R0,#30H MOV DPTR,#7E00H MOV R2,#50 RAMW:MOV A,R0 MOV DPTR,A INC R0 INC DPTR DJNZ R2,RAMW,思考：如果要把8155 RAM中，从地址为7E00H开始的5
9、0个数据存入单片机的30H开始的数据存储单元中，应该如何处理？,5.8155的应用,2)8155的I/O口的使用例题：假定8155的PA口接8个乒乓开关，8155的PB口接8个指示灯，要求PB显示PA口的开关状态。命令/状态寄存器地址为7E00H,PA地址为7E01H,PB地址为7E02H。8155的命令字为：02H（PA和 PB为基本I/O方式）。程序为：ORG 0000H MOV DPTR,#7E00H MOV A,#02H MOV DPTR,A LOOP:MOV DPTR,#7F01H MOV A,DPTR INC DPTR MOV DPTR,A SJMP LOOP END,写命令字，送
10、入命令/状态寄存器,8155的A口数据送入ACC,ACC数据写入8155的B口,循环执行,二、可编程芯片8255的扩展,8255是一个通用可编程接口电路。其具有的资源为：三个可编程的8位并行I/O口PA、PB和PC口；PC口可以按位进行操作。,8255A的引脚封装图,数据总线,PA口,PB口,PC口,控制总线,8255的内部接口图,1.8255的内部结构,8255各引脚的功能为：地址/数据线D0D7：是低8位地址线和数据线的共用输入总线，常和MCS-51单片机的P0口相连，用于分时传送地址和数据；PA0PA7、PB0PB7：为A、B口线，用于和外设之间传递数据；PC0PC7为C端口线，既可与外
11、设传送数据，也可以作为A、B口的控制联络线；CS：片选线，低电平有效。,RESET：复位线，通常与单片机的复位端相连。A0和A1：I/O口的选择线，通过它可以选择PA口、PB口、PC口和控制寄存器。RD和WR：读/写线，控制8255的读、写操作。VCC：电源端。GND：接地端。,2.8255A的端口选择和基本操作,3.8255A的控制字,8255有两个控制字：方式控制字方式控制字用于设定单片机的PA口、PB口和PC口的工作方式。置位/复位控制字置位/复位控制字用于对8255A的PC口按位进行操作。,方式控制字,置位/复位控制字,4.8255A的工作方式,8255A有3种工作方式工作方式0基本的
12、输入/输出方式工作方式1选通工作方式工作方式2双向传送方式，只有PA口工作于此方式。,5.8255A和MCS-51单片机的接口,开关量输入,显示输出,6.8255A应用举例：,例1：在上图所示的8255与单片机的连接电路中，8255A的PC口(7FFEH)作为开关量的输入；8255A的PA口(7FFCH)作为信号的输出；要求8个数码管显示PC口输入的外部信号状态。8255A的工作方式字设定：由题意可知8255的工作方式字应该为：89H,流程图：,程序清单：,ORG 0000H MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#89H MOVX DPTR,ALOOP:MOV DPTR,#7FFEH
13、MOVX A,DPTR MOV DPTR,#7FFCH MOV DPTR,A SJMP LOOP END,写命令字，送入命令/状态寄存器,8255的C口数据送入ACC,ACC数据写入8255的A口,循环执行,例2：在8255与单片机的连接电路中，使用置位/复位控制字实现在8255A的PC7输出方波。解：8255A的控制寄存器(7FFEH)的设定 D7：恒为0；D6-D4：未使用；D3-D1：PC口的位选择；D0：置位时为1，复位时为0。所以：当PC7输出高电平时，控制寄存器应该为：0FH；PC7输出低电平时，控制寄存器应该为：0EH。,程序清单：,ORG 0000H MOV DPTR,#7FF
14、FHLOOP:MOV A,#0FH MOVX DPTR,A MOV R2，#80H DJNZ R2，$MOV R2,#80H MOV A,#0EH MOVX DPTR,A DJNZ R2，$SJMP LOOP END,写PC7=1的命令字,延时,写PC7=0的命令字,循环执行,小 结,本章要求：掌握MCS-51单片机的三总线形成；了解常用的程序存储器、数据存储器，以及它们与单片机如何进行连接，连接好的存储单元如何确定其地址；掌握用缓冲器、锁存器等扩展简单I/O接口电路；掌握8155可编程接口芯片的基本性能、端口与存储单元的编址方法，以及与单片机的连接电路，口的基本应用；了解8155定时器的应用；了解8255A的功能及应用。,
