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1、第7章 并行扩展技术,（课时：10学时）,教学目的,了解数据总线、地址总线和控制总线的构成。掌握片外扩展程序存储器和数据存储器的方法。掌握扩展I/O的方法和可编程芯片8255及8155的应用。,学习重点和难点,控制总线的构成方法和扩展存储单元地址的分析方法。8255A与8155的应用。,第7章 并行扩展技术,7.1 并行扩展概述 7.2 程序存储器扩展 7.3 数据存储器扩展 7.4 简单并行I/O接口扩展 7.5 8255可编程并行接口扩展 7.6 8155可编程并行接口扩展 本章小结习题,7.1 并行扩展概述,7.1.1 总线 7.1.2 扩展总线的实现,7.1.1 总线,总线是单片机应用
2、系统中，各部件之间传输信息的通路，为CPU和其他部件之间提供数据、地址以及控制信息。按总线所在位置可分：内部总线和外部总线，前者是指CPU系统内部各部件之间的通路，后者指CPU系统和其外围单元之间的通路，通常所说总线是指外部总线。按通路上传输的信息可分：数据总线(DB，Data Bus)、地址总线(AB，Address Bus)和控制总线(CB，Control Bus)。,7.1.1 总线,1.数据总线数据总线(DB)用于单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传输数据。数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致，如8051单片机是8位字长，数据总线的位数也是8位。从结构上来说数据总线是双向的
3、，即数据既可以从单片机送到I/O端口，也可以从I/O端口送到单片机。,7.1.1 总线,2.地址总线地址总线AB用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择。地址总线的位数决定了单片机可扩展存储容量的大小。如8051单片机地址总线为16位，其最大可扩展存储容量为216=64K字节。地址总线是单向的，因地址信息总是由CPU发出的。3.控制总线控制总线用来传输控制信号，其中包括CPU送往外围单元的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；还包括外围单元发给送给CPU的信号，如时钟信号、中断请求信号以及准备就绪信号等。,7.1.1 总线,单片机的三总线结构,7.1.2 扩展总线
4、的实现,1.并行扩展总线组成 80C51系列总线型单片机中，由P0口做地址/数据复用口；P2口做地址线的高八位；P3口的RD、WR加上控制线EA、ALE、PSEN等组成控制总线。(1)地址总线A0A15地址总线的高8位是由P2口提供的，低8位是由P0口提供的。在访问外部存储器时，由地址锁存信号ALE的下降沿把P0口的低8位以及P2口的高8位锁存至地址锁存器中，从而构成系统的16位地址总线。实际应用系统中，高位地址线并不固定为8位，需要用几位就从P2口中引出几条口线。,7.1.2 扩展总线的实现,(2)数据总线D0D7数据总线是由P0口提供的，因为P0口线既用作地址线，又用作数据线(分时使用)，
5、因此，需要加一个8位锁存器。在实际应用时，先把低8位地址送锁存器暂存，然后再由地址锁存器给系统提供低8位地址，而把P0口线作为数据线使用。在读信号RD与写信号WR有效时，P0口上出现的为数据信息。,7.1.2 扩展总线的实现,(3)控制总线 系统控制总线共12根，既P3口的第二功能再加上RESET、EA、ALE和PSEN。实际应用中的常用控制信号如下。使用ALE作为地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的锁存。以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。以EA信号作为内、外程序存储器的选择信号。以RD和WR作为扩展数据存储器和I/O端口的读、写选通信号。执行MOVX指令时，这两个信号分别自动有
6、效。,7.1.2 扩展总线的实现,2.总线扩展的特性(1)三态输出 总线在无数据传送时呈高阻态，可同时扩展多个并行接口器件，因此存在寻址问题。单片机通过控制信号来选通芯片，然后实现一对一的通信。(2)时序交互 单片机并行扩展总线有严格的时序要求，该时序由单片机的时钟系统控制，严格按照CPU的时序进行数据传输。(3)总线协议的CPU控制 通过并行总线接口的数据传输，不需要握手信号，双方都严格按照CPU的时序协议进行，也不需要指令的协调管理。,7.1.2 扩展总线的实现,并行总线扩展的主要问题是总线连接电路设计、器件的选择以及器件内部的寻址等。并行总线扩展时，其所有的外围扩展设备的并行总线引脚都连
7、到相同的数据总线(DB)、地址总线(AB)以及公共的控制总线RD、WR上。其中数据总线为三态口，在不传送数据时为高阻态。总线分时对不同的外设进行数据传送。总线连接方式的重点在于外围设备片选信号的产生。该信号主要由以下两种方法产生。线选法：用所需的低位地址线进行片外存储单元I/O端口寻址，余下的高位地址线输出各芯片的片选信号，当芯片对应的片选地址线输出有效电平时，该芯片选通操作。译码法：该方法需要用到译码器。采用译码法时，仍由低位地址线作片外寻址，而高位地址线用于译码器的输入，译码器的输出信号作各芯片的选通信号。,7.2 程序存储器扩展,7.2.1 常用程序存储器芯片 7.2.2 程序存储器扩展
8、实例,7.2.1 常用程序存储器芯片,单片机外部扩展常用程序存储器芯片为EPROM，其掉电后信息不会丢失，且只有在紫外线的照射下，存储器的单元信息才可擦除。用作扩展的EPROM主要是27系列，如2716、2732、2764、27128、27256等，其中高位数字27表示该芯片是EPROM，低位数字表明存储容量，如2716表示16K个存储位，亦即字节容量为2K的EPROM。常用的还有EEPROM，即28系列，如2816/2817、2864等，型号含义同上。,7.2.1 常用程序存储器芯片,常用EPROM芯片管脚和封装如下图所示。EPROM除2716外均为28线双列直插式封装，各引脚定义如下。A0
9、Ai：地址输入线，i=1215。D0Di：三态数据总线，读或编程校验时为数据输出线，编程时为数据输入线。其余时间呈高阻状态。PGM：编程脉冲输入线。OE：读出选通线，低电平有效。CE：片选线，低电平有效。VPP：编程电源线，其值因芯片及制作厂商而异。VCC：电源线，接+5V电源。GND：接地。,7.2.1 常用程序存储器芯片,EPROM的操作方式主要有以下几种。编程方式：把程序代码(目标文件)固化到EPROM中。编程校验方式：读出EPROM中的内容，校验编程操作的正确性。读出方式：CPU从EPROM中读出代码。维持方式：数据端呈高阻态。编程禁止方式：用于多片EPROM并行编程。,2764和27
10、128的操作方式,27256的操作方式,注：X 代表任意状态。*代表VPP的大小与型号和编程方式有关。*代表VCC的大小与型号和编程方式有关。,27512 的操作方式,7.2.2 程序存储器扩展实例,【例1】8051扩展一片2764 EPROM(8KB)。解：P2口的P2.0P2.4与EPROM的高5位地址线及片选CE连接；P0口经地址锁存器输出的地址线与EPROM的低8位地址线相连，同时P0口又与EPROM的数据线相连；单片机ALE连接锁存器的锁存控制端；PSEN接EPROM的输出允许OE；8051的内、外存储器选择端EA接地。扩展单片EPROM，其片选CE直接接地即可。只要系统执行读外部程
11、序存储器的指令，该EPROM就处于选通操作。P2口的P2.5P2.7未用，所以它们的状态与2764的寻址无关；P2.5P2.7有八种状态，2764的寻址范围对应有八个映像区。,7.2.2 程序存储器扩展实例,单片机与外部ROM的连接,7.3 数据存储器扩展,7.3.1 常用数据存储器芯片 7.3.2 数据存储器扩展实例,7.3.1 常用数据存储器芯片,数据存储器用于存储现场采集的原始数据、运算结果等。外部数据存储器应能随机读/写，通常由半导体静态随机读/写存储器RAM组成。EEPROM芯片有时也会用作外部数据存储器。静态RAM主要有读出、写入、维持三种工作方式。常用的静态RAM(SRAM)电路
12、有61系列的6116以及62系列的6264、62128、62256等。,7.3.1 常用数据存储器芯片,各引脚定义如下:A0Ai：地址输入线，i=10(6116)，12(6264)，13(62128)，14(62256)。D0Di：双向三态数据线(6116为I/O0I/O7)。CE：片选信号输入端，低电平有效。6264的26脚(CS1)为高电平，且CE为低电平时才选中该片。OE：读选通信号输入端，低电平有效。WE：写允许信号输入端，低电平有效。VCC：工作电源，接+5V电压。GND：接地。,6116的引脚与封装,62系列SRAM引脚与封装,OE,OE,OE,WE,WE,WE,7.3.1 常用数
13、据存储器芯片,注：X代表任意状态。*代表对于CMOS静态RAM电路，CE为高电平时，电路处于降耗状态。此时VCC可降至3V左右，内部所存数据也不会丢失。,6116/6264/62128/62258的操作方式,7.3.2 数据存储器扩展实例,【例3】8051扩展三片6116静态RAM(6KB)。解：扩展静态RAM与扩展ROM相似，只是控制信号有所不同，如下图所示为8051用线选法扩展2KB静态RAM6116的连线图。单片机的RD接EPROM的输出允许OE；WR接EPROM的写允许WE。P2口的P2.3、P2.4未用，所以它们的状态与2764的寻址无关；假设无关位P2.3和P2.4为0，则1号片的
14、地址为C000HC7FFH，2号片的地址为 A000HA7FFH，3号片的地址为6000H67FFH。,8051扩展6KB RAM,7.3.2 数据存储器扩展实例,【例4】8051同时扩展一片62256 RAM和一片27256 ROM。解：用线选法同时扩展一片62256 RAM和一片27256 ROM，逻辑电路图如下图所示。32KB EPROM的地址为 0000H7FFFH，32KB RAM的地址也为 0000H7FFFH；虽然片选信号同为P2.7，两者的地址相同，但不会发生地址冲突；因为外部RAM的读写控制信号为RD和WR，它们由MOVX指令产生，而外部ROM的读控制信号在CPU向外部ROM
15、取指令时才产生，也就是说外部RAM的读写控制信号与外部ROM的读控制信号不会同时产生。,8051扩展ROM与RAM的逻辑电路图,7.4 简单并行I/O接口扩展,7.4.1 简单I/O接口扩展常用芯片 7.4.2 简单并行I/O接口扩展实例,7.4.1 简单I/O接口扩展常用芯片,简单I/O接口扩展所用芯片为74系列的TTL电路，CMOS电路也可作为MCS-51的扩展I/O接口。这些芯片结构简单，配置灵活方便，比较容易扩展，使系统降低了成本、缩小了体积，因此在单片机应用系统中经常被采用。常用芯片有74LS244(八缓冲器/线驱动器/线接收器)、74LS245(八双向总线收发器)、74LS273(
16、八D触发器)、74LS373(八D锁存器)、74LS377(带使能的八D触发器)等。74LS244是八缓冲器/线驱动器/线接收器，内部有两组4位三态缓冲器，具有数据缓冲隔离和驱动作用，其输入阻抗较高，输出阻抗低，常用于单向三态缓冲输出。,7.4.1 简单I/O接口扩展常用芯片,74LS244各引脚定义如下：1A11A4：第1组4条输入线1Y11Y4：第1组4条输出线2A12A4：第2组4条输入线2Y12Y4：第2组4条输出线1G：第1组三态门使能端，低电平有效2G：第2组三态门使能端，低电平有效VCC：工作电源，接+5V电压GND：接地,7.4.1 简单I/O接口扩展常用芯片,74LS273各
17、引脚定义如下：D0D7：输入线。Q0Q7：输出线。CLR：清除控制端，低电平有效。CLK：时钟输入端，上升沿有效。VCC：工作电源，接+5V电压。GND：接地。,7.4.1 简单I/O接口扩展常用芯片,74LS273的工作方式,74LS244的工作方式,7.4.2 简单并行I/O接口扩展实例,【例5】用74LS244作为扩展输入，74LS273作为扩展输出。解：P0口作为双向数据总线，用74LS244扩展8位输入，输入八只控制开关的控制信号；用74LS273扩展8位输出，输出信号控制八只发光二极管。编写控制程序,可使八只发光二极管分别受各自对应的控制开关的控制。只要P2.7为0，就选中74LS
18、244或74LS273，其他位均为无关位，所以74LS244和74LS273的地址均为7FFFH。,简单I/O口扩展电路,参考程序：,7.5 8255可编程并行接口扩展,7.5.1 8255A的结构 7.5.2 8255A的工作方式 7.5.3 8255A可编程并行接口扩展应用实例,7.5.1 8255A的结构,8255A是一个可编程并行接口芯片，它主要作为外围设备与微型计算机总线之间的I/O接口。8255A可以通过软件来设置芯片的工作方式，因此用8255A连接外部设备时，通常不需要再附加外部电路，给使用带来很大的方便。8255A有三个8位可编程并行I/O端口，从编程上可分成2组，每组12个，
19、有3种工作模式。,7.5.1 8255A的结构,8255A各引脚定义如下：D7D0：双向数据线，用于传送数据和控制字。PA7PA0、PB7PB0、PC7PC0：输入/输出信号线，用于传送数据。CS：片选信号，低电平有效。只有该引脚为低电平时，8255A才与CPU建立通信。RD：芯片读出信号，低电平有效。当引脚为低电平时，CPU可以从8255A中读取输入数据。WR：芯片写入信号，低电平有效。当引脚为低电平时，CPU可以往8255A中写入数据或控制字。,7.5.1 8255A的结构,8255A各引脚定义如下：A0、A1：端口选择信号，这两个引脚的输入和RD、WR两个引脚的输入，一起控制8255A内
20、部三个数据端口及一个控制端口的选择。它们一般和地址总线的两个最低位(A0、A1)相连。选择如下：A1A0为00时选中端口A；为01时选中端口B；为10时选中端口C；为11时选中命令字口。RESET：复位，当该输入信号为高电平时，控制寄存器被清除，所有的端口(A、B、C)都被设为输入状态。复位引脚上的高电平，使各个端口都置为输入模式(也就是24个引脚都被置为高阻态)。,8255A的引脚与封装,8255A的内部结构,7.5.1 8255A的结构,8255A可编程接口的组成数据总线缓冲器 这是一个双向三态的8位数据缓冲器，8255A正是通过它和系统数据总线相连。该缓冲器根据CPU的输入或输出指示来传
21、递或接收数据。CPU发给8255A的控制字和状态字也是通过这个缓冲器传递的。读/写控制逻辑电路 这部分电路管理所有数据、控制信息、状态信息的内部及外部的传递。它接收来自CPU地址总线和控制总线的信号，据此向控制部件提出请求。,7.5.1 8255A的结构,8255A可编程接口组成A组控制和B组控制 每个端口的功能配置都是由系统软件来实现的。实质上也就是CPU给8255A一个控制字。控制字中含有“工作方式”、“按位置位”、“按位复位”等一些信息，依此来初始化8255A的功能配置。每个控制块(A组控制和B组控制)一方面接收来自读/写控制逻辑电路的“请求”信号，一方面接收来自内部数据总线的“控制字”
22、，并据此决定相连端口的合适工作方式。但控制字寄存器只能写，不能读。控制字可分为两类，一类为各端口的方式选择控制字；一类为端口C按位置位/复位的控制字。A组控制：控制端口A和端口C的高位(PC7PC4)B组控制：控制端口B和端口C的低位(PC3PC0),7.5.1 8255A的结构,8255A可编程接口组成端口A、B、C 8255A有三个8位数据端口(A、B、C)。设计人员可以用软件使它们分别作为输入端口或输出端口。不过，这3个端口有着各自的特点以增强8255A的能动性和弹性。端口A：对应一个8位数据输出的锁存器/缓冲器和一个8位数据输入的锁存器。端口B：对应一个8位数据输入输出的锁存器/缓冲器
23、和一个8位数据输入的缓冲器。,7.5.1 8255A的结构,8255A可编程接口组成端口A、B、C端口C：对应一个8位数据的输出锁存器/缓存器和一个8位数据的输入缓存(对于输入没有锁存)。该端口可以在8255A的不同工作方式下被分成2个4位端口，每个4位端口都包括一个4位的锁存，并为端口A和端口B提供控制信号输出和状态信号输入。,7.5.1 8255A的结构,8255A可编程接口主要由以下几部分组成：端口A、B、C端口A、B的工作方式可以分别定义，而端口C要依据A、B的工作方式来分成两部分。所有的输出寄存器，包括状态锁存器(Status Flip-Flops)，在任何模式转换时都会被复位。各个
24、工作方式可以相结合，因此对于所有的I/O结构来说，它们的功能都可以被裁剪。例如：端口B可以设置为方式0，监视简单的开关结束，或者显示计算的结果，而端口A可以在方式1下工作，检测键盘的输入，或者检测一个靠基本中断工作的磁带播放机的播放。,7.5.2 8255A的工作方式,8255A在三种基本的方式下工作：方式 0：基本输入/输出。方式 1：选通的输入/输出。方式 2：双向传输。,7.5.2 8255A的工作方式,1.方式0(基本输入/输出)这种工作方式是指三个数据端口提供简单的输入和输出功能。不需要“握手”信号，数据仅是简单地写进特定的端口，或从该端口读出。方式0的基本工作特点如下：两个八位的端
25、口和两个4位的端口。任何端口都可以输入或者输出。输出被锁存。输入不被锁存。在该方式下，各端口的输入/输出有16种不同的组合。,7.5.2 8255A的工作方式,2.方式1(选通的输入/输出)这种工作方式要依据选通信号或者“握手”信号来进行数据的传递。在该方式下，端口A、B要利用端口C来产生或接收“握手”信号。方式1的基本工作特点如下：端口A、B都可单独在方式1下作输入端口或输出端口，以支持各种选通的I/O应用程序。每组包括一个8位的数据端口和一个4位的控制/数据端口。4位的端口要为8位的数据端口提供控制和状态信息。,7.5.2 8255A的工作方式,2.方式1(选通的输入/输出)输入的控制信号
26、功能如下：STB(选通信号输入端)：该引脚为低电平时，数据被送入输入锁存器。IBF(输入缓冲器满信号)：8255A的输出状态信号，高电平有效，表明输入缓冲器已满，即已有一个新数据写入缓存器。IBF信号是由STB信号使其置位的，而由读信号RD的上升沿复位。INTR(中断请求)：当某个输入装置需要服务时，该信号为高电平，向CPU提出中断请求。当STB、IBF以及INTE(中断允许标志)均为高电平时，INTR将被置为高电平；由读信号RD的下降沿使其复位。这个程序使得输入设备仅通过选通信号就可向CPU提出中断，要求其给予服务。,7.5.2 8255A的工作方式,2.方式1(选通的输入/输出)输出控制信
27、号功能如下：OBF(输出缓存满信号)：低电平有效，由8255A送给外设。有效时表明CPU已经向指定的端口输出了数据。由输入信号WR的上升沿使OBF置位，由输入信号ACK的有效信号使其复位。ACK(外设响应输入)：该输入信号的低电平通知8255A端口A或端口B的数据已被接收，从本质上来说该信号是来自外围设备的响应信号，表明外围设备已经接收来自CPU的数据。INTR(中断请求)：当一输出设备已接收来自CPU的数据时，该信号为高电平，用来向CPU提出中断请求。当ACK、OBF以及INTE均为高电平时，该信号被置为高电平；写信号WR的下降沿使其复位。INTE A(A口中断允许标志)由按位置位/复位的P
28、C6控制；INTE B(B口中断允许标志)由PC2控制。,7.5.2 8255A的工作方式,3.方式2(选通的双向总线输入/输出)这种工作方式方便了8255A和外围设备或外围系统之间在一个8位总线上的通信(双向输入输出总线)。“握手”信号用来维持适当的总线流动规则，使该方式与方式1有相似的风格。中断产生机制和允许/不允许机制也适用于方式。方式2的基本工作特点如下：只适用于端口A。一个8位的双向总线端口(端口A)和一个5位的控制端口(端口C)。输入和输出数据都被锁存。端口C的5个数位为8位的双向总线端口A提供控制和状态信息。双向输入/输出总线的控制信号INTR(中断请求)，这是一个高电平有效的输
29、出信号，是8255A发给CPU要求其写入或接收数据的中断请求。,7.5.2 8255A的工作方式,3.方式2(选通的双向总线输入/输出)输出的控制信号功能如下：OBF(输出缓冲满)：该输出信号低电平有效，表明CPU已往端口写入数据。ACK(响应信号)：该输入信号低电平有效，有效时使得端口A的三态输出缓冲器输出数据，反之，输出缓冲器将处于高阻态。INTE1(和OBF相连的双稳态多谐振荡器的INTE信号)：由按位置位/复位的PC6控制。,7.5.2 8255A的工作方式,3.方式2(选通的双向总线输入/输出)输入的控制信号功能如下：STB(选通输入)：该输入信号低电平有效，有效时将外设传来的数据输
30、入锁存器。IBF(输入缓存满)：该输出信号高电平有效，表明数据已被输入锁存器。INTE2(和IBF相连的双稳态多谐振荡器的INTE信号)：由按位置位/复位的PC4控制。,7.5.2 8255A的工作方式,4.端口C按位置位/复位的特点端口C的任一位都可由一个输出指令置位或者复位。这个特点也减少了基于控制的应用软件中的软件请求。当端口C用来为端口A、B提供状态/控制信号时，C的每一位都可由按位置位/复位操作来置位或复位，看起来就像是数据输出端口。8255A工作在方式1或方式2下时，控制信号也就是8255A发给CPU的中断请求。中断请求信号一般是由端口C发出的，由相连的INTE(中断允许)双稳态多
31、谐振荡器用端口C的按位置位/复位功能来禁止或允许。这种方式允许编程人员控制特定的I/O设备向CPU发出的中断信号，同时不会影响中断体系中的其他设备。,7.5.2 8255A的工作方式,5.方式控制字方式选择控制字的格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7：1。D6D5：端口A工作方式选择。00代表方式0；01代表方式1；1x代表方式2。D4：端口A的输入/输出选择。1代表输入；0代表输出。D3：PC7PC4的输入/输出选择。1代表输入；0代表输出。D2：端口B工作方式选择。0代表方式0；1代表方式1。D1：端口B的输入/输出选择。1代表输入；0代表输出。D0：PC3PC0的
32、输入/输出选择。1代表输入；0代表输出。,7.5.2 8255A的工作方式,5.方式控制字端口C按位置位/复位的控制字的格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7：0。D6D5D4：无关。D3D2D1：端口C的位选择：000代表PC0；001代表PC1；010代表PC2；011代表PC3。100代表PC4；101代表PC5；110代表PC6；111代表PC7。D0：1代表置1；0代表置0。,7.5.3 8255A可编程并行接口扩展应用实例,【例6】用8255的PA、PB、PC口分别作为输入口接八只控制开关，或作为输出口接八只发光二极管，编写控制程序，使八只发光二极管分别受各自
33、对应的控制开关的控制。解：假设：端口A地址为FF28H，端口B地址为FF29H，端口C地址为FF2AH，控制端口地址为FF2BH。PA口作为输入口接八只控制开关，PB口作为输出口接八只发光二极管。,7.5.3 8255A可编程并行接口扩展应用实例,参考程序：,7.5.3 8255A可编程并行接口扩展应用实例,【例7】用8255控制打印机，打印机与8051采用查询方式交换数据。解：下图是8255A作为打印机接口与8051相连的电路图。其工作方式为0，片选信号为P0.7，端口A作数据输出通道，端口B不用，PC7与打印机的状态信号BUSY相连，PC0与打印机的选通信号STB。打印机与8051采用查询
34、方式交换数据。当BUSY为0，在STB负跳变时，数据被输入。按照接口电路可知(无关的位全设为1)，端口A地址为7CH，端口B地址为7DH，端口C地址为7EH，控制端口地址为7FH。方式选择字(无关的位全设为0)为88H。要打印的数据开始地址为30H；要打印的数据个数设为50。,8051通过8255A与打印机电路图,START:MOV R5,#32H;要打印的数据个数放在R5中MOV R6,#30H;R6指向数据开始地址MOVR0,#7FH;方式选择控制字地址MOV A,#88H;使端口A工作于方式0,且为输出C的高位为输入,低位为 输出MOVX R0,AMOVR0,#7FH MOVA,#71H
35、;用按位置位/复位的方法,使PC0为1,即使STB为高电平MOVX R0,ALP:MOV R0,#7EH;读端口C的值MOVX A,R0ANL A,#80H;求与,查看PC7,即状态信号BUSY的值JNZ LP;若不为0,说明打印机现在处于忙状态,跳转继续读端口C 的值MOVX A,R6;若不忙,将要打印的字符送往端口AMOV R0,#7CH MOVX R0,A MOVR0,#7FH MOVA,#70H;同上,使STB变为低电平MOVX R0,AINC R6;指向下一个要打印的数据MOVR0,#7FH;再使STB为1MOVA,#71HMOVX R0,ADJNZ R5,LP;将要打印的个数减1,
36、并判断是否打印完,否则跳转END,参考程序：,7.6 8155可编程并行接口扩展,7.6.1 8155的结构 7.6.2 8155的工作方式 7.6.3 8155可编程并行接口扩展应用实例,7.6.1 8155的结构,8155是一种多功能可编程外围扩展接口芯片，它也有三个可编程I/O端口(端口A、B、C)。与8255A的区别在于PC口是6位，同时还有一个可编程14位定时器/计数器和256字节的RAM，能方便地进行I/O扩展和RAM扩展。,7.6.1 8155的结构,8155各引脚定义如下：AD0AD7：三态地址/数据复用线。因8155片内有地址锁存器，该组引脚直接与单片机的P0口相连。PA0P
37、A7、PB0PB7：端口A和端口B用于传送数据。PC0PC5：端口C既可用于传送数据，也可用作端口A和端口B的控制信号线。RESET：复位输入信号，高电平有效。CE：片选信号，低电平有效。RD：读选通信号，低电平有效。WR：写选通信号，低电平有效。IO/M：RAM及I/O选择。在片选信号有效的情况下，该信号为高电平，表明单片机选择的是8155的I/O读写；为低电平，表明单片机选择的是8155的RAM读写。ALE：地址锁存信号。8155片内有地址锁存器，该信号的下降沿将AD0AD7上的地址信息以及CE、IO/M的状态锁存在8155的内部寄存器内。TIMERIN：定时/计数器的输入端TIMEROU
38、T：定时/计数器的输出端,7.6.1 8155的结构,8155的引脚与封装 8155内部结构,7.6.1 8155的结构,8155内部的I/O口、RAM、定时器和命令/状态寄存器的地址分配,7.6.2 8155的工作方式,1.8155作片外RAM(256B)在片选信号CE有效的情况下，IO/M信号为高电平，8155作片外RAM使用。地址的高8位由片选信号确定，地址的低8位为00HFFH。,7.6.2 8155的工作方式,2.8155作I/O口 8155有两种工作方式：基本I/O和选通I/O。当8155的PA口、PB口、PC口工作在基本I/O方式下，可用于无条件I/O操作。基本输入时执行“MOV
39、X A，DPTR”类指令，基本输出时执行“MOVX DPTR，A”类指令。当8155的PA口工作在选通I/O方式下时，PC口低三位作PA口联络线，其余位作I/O线，PB口定义为基本I/O；PA口和PB口也可同时定义为选通I/O，此时PC作PA口、PB口联络线。在8155操作前，须由CPU向命令寄存器送命令字，设定其工作方式，命令字只能写入不能读出。8155内部还有一个状态寄存器，可以锁存8155 I/O口和定时器的当前状态，供CPU查询，状态寄存器和命令寄存器共用一个地址，只能读出不能写入。因此可以认为8155的00H口是命令/状态口，CPU往00H写入的是命令字，而从中读出的是状态字。,7.
40、6.2 8155的工作方式,2.8155作I/O口 8155命令寄存器格式如下表所示。各位功能说明如下：TM2 TM1：00 代表空操作。01 代表停止计时。10 代表时间到则停止计时。11 代表置入定时器方式控制字和计数初值后，立即启动计时。若正在计时，溢出后按新的定时器方式和计数初值计时。,7.6.2 8155的工作方式,2.8155作I/O口IEB：0代表禁止PB口中断；1代表允许PB口中断。IEA：0代表禁止PA口中断；1代表允许PA口中断。PC2 PC1：00 代表PA、PB均为基本I/O方式，PA和PB输入/输出由D1D0确定，PC口输入。01 代表PA、PB均为基本I/O方式，P
41、A和PB输入/输出由D1D0确定，PC口输出。10 代表PA选通I/O，PB为基本I/O方式，输入输出由D1D0确定；PC0PC2为PA口联络线，PC3PC5输出。11 代表PA、PB均为选通方式，输入输出由D1D0确定，PC0PC2为PA口联络线，PC3PC5为PB口联络线。PB：0代表输入；1代表输出PA：0代表输入；1代表输出,7.6.2 8155的工作方式,2.8155作I/O口 8155状态寄存器格式如下表所示。,7.6.2 8155的工作方式,3.8155作定时器 8155的可编程14位定时器/计数器是一个减法计数器，定时或计数的脉冲来自外部，它由两个8位寄存器组成。8155定时器
42、/计数器格式如下表所示。各位功能说明如下：M2M1：输出方式。8155定时器的输出方式与输出波形如下表所示。T13T0：14位计数初值,7.6.2 8155的工作方式,3.8155作定时器 8155定时器的输出方式与输出波形如下表所示。,7.6.3 8155可编程并行接口扩展应用实例,【例8】用8155控制TPup打印机。解：TPup打印机的接口和通用打印机相同。下图是8051通过8155控制TPup打印机的电路图。打印机与 8051采用中断方式联络。由电路图可知：命令口地址为7FF0H，端口A地址为7FF1H，端口C地址为7FF3H，初始化命令字为0FH(端口A、端口C均输出)。假设数据存储
43、开始地址为20H，要打印的个数为50(32H)。,8051扩展8155与打印机的接口电路,ORG 1000H START:SETB EA;开所有中断SETB EX1;允许INT1上中断SETB PX1;令INT1为高级中断SETB IT1;令INT1为负边沿触发中断SETB P2.7;令IO/M=1MOV R6,20H;要打印的开始地址放在R6中MOV R5,#32H;R5中存要打印的数据个数,亦即中断次数MOV A,#0FH;方式控制字送累加器MOV DPTR,7FF0H MOVX DPTR,A;方式控制字送8155的命令端口MOV A,R6;第一个数据送端口AMOV DPTR,7FF1H
44、MOVX DPTR,AMOV DPTR,7FF0HMOV A,#01H MOV DPTR,A;PC0=1控制字送命令口MOV A,#00HMOV DPTR,A;PC0=0控制字送命令口 LOOP:SJMP$;等待中断,参考程序：,ORG 0003HLJMP PINT0ORG 2000HPINT0:MOV DPTR,7FF1HINC R6;指向下一个数据MOV A,R6 MOVX DPTR,AMOV DPTR,7FF3H;产生负选通脉冲MOV A,#01H MOVX DPTR,AMOV A,#00HMOVX DPTR,ADJNZ R5,NEXT;若未打完,则跳转到NEXTCLR EX1;若打完,
45、关中断SJMP DONENEXT:SETB EX1;开中断DONE:RETI;中断返回END,参考程序：,本章小结,并行扩展方式一般采用总线并行扩展，即数据传送由数据总线完成，地址总线负责外围设备的寻址，而控制总线来完成传输过程中的传输控制。在并行总线扩展中，主要介绍了两种寻址方式：线选法与译码法。该方式的扩展实例是数据存储器与程序存储器的扩展。单片机常采用数据存储与程序存储相互独立的哈佛结构体系，故存储器的扩展要分别考虑。通过本章的学习要学会画总线扩展电路图，对常用的程序存储器以及数据存储器的型号和特性要熟练掌握。在I/O口并行扩展中，概略讲了简单I/O口并行扩展所用TTL芯片；重点讲述了I
46、/O口扩展时所用的Intel公司的可编程芯片：8255A和8155。,本章小结,8255A是一个用在Intel公司的微型计算机系统中的可编程外围接口设备(PPI)，与Intel的所有微处理器都兼容。它主要是作为外围设备和微型计算机总线间的I/O组成中的接口。由于8255A可以通过软件来设置芯片的工作方式，因此用8255A连接外部设备时，通常不需要再附加外部电路，给使用带来很大的方便。8155是Intel的另一种多功能可编程外围扩展接口芯片，它也有三个可编程I/O端口(端口A、B、C)，与8255A的区别在于PC口是6位，一个可编程14位定时/计数器和256字节的RAM，能方便地进行I/O扩展和RAM扩展，芯片采用40针双列直插式封装。对于这部分内容，要掌握芯片的引脚特性、内部结构以及工作方式的特点等。,习 题,1.简述什么是最小系统，什么是并行外围扩展以及并行扩展的优点?2.并行扩展包括哪几种方式，简单介绍各方式及其本质区别。3.描述总线扩展的两种寻址方式，并指出两者的区别。4.8255和8155分别有几种工作方式，其特点是什么？5.8051通过8255A与Centronic360字符打印机相连，8255A工作于方式1，且8051与打印机采用中断联络，画出电路图，并写出源程序。6.请编出把8155定时器用作400分频器的初始化程序。,Q&A?Thanks!,
