單片機擴展IO接口設(shè)計課件.ppt

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1、第9章MCS-51擴展I/O接口設(shè)計在單片機的I/O口線不夠用的情況下，可以借助外部器件對I/O口進行擴展?？晒┻x用的器件很多，方案也有多種。（1）并行總線擴展的方法（2）串行口擴展方法（3）I/O端口模擬串行方法I/O接口是MCS-51與外設(shè)交換數(shù)字信息的橋梁。19.1I/O接口并行擴展概述I/O接口電路應(yīng)滿足以下要求：1.實現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配2.輸出數(shù)據(jù)鎖存I/O電路應(yīng)具有數(shù)據(jù)鎖存器，以保證接收設(shè)備接收。3.輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖數(shù)據(jù)總線可“掛”有多個數(shù)據(jù)源，為不發(fā)生沖突，只允許當前時刻正在進

2、行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)總線，其余的數(shù)據(jù)源應(yīng)處于隔離狀態(tài)。2I/O數(shù)據(jù)的幾種傳送方式為實現(xiàn)和不同的外設(shè)的速度匹配，I/O接口必須根據(jù)不同外設(shè)選擇恰當?shù)腎/O數(shù)據(jù)傳送方式。I/O數(shù)據(jù)傳送的幾種傳送方式是：（1）同步傳送（2）查詢傳送（3）中斷傳送。3I/O接口和I/O端口I/O端口：簡稱I/O口，指具有端口地址的寄存器或緩沖器。I/O接口：是指單片機與外設(shè)間的I/O接口芯片。一個I/O接口芯片可以有多個I/O端口：（1）數(shù)據(jù)口（2）命令口（3）狀態(tài)口I/O端口編址是給所有I/O接口中的寄存器編址

3、。4并行總線擴展I/O接口①訪問擴展I/O口的方法與訪問數(shù)據(jù)存儲器完全相同，使用相同的指令，所有擴展的I/O口與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址。②利用并行總線擴展的方法擴展外部并行I/O口時，必須注意P0,P2口的負載問題，若負載能力不夠，必須進行總線驅(qū)動能力擴展。③擴展外部并行I/O口對外設(shè)的硬件具有依賴性（驅(qū)動功率、電平匹配、干擾抑制、隔離等）。54.3.3可編程并行I/O接口678255A應(yīng)用實例88255A各端口的地址A口：0111111111111100B7FFCHB口：01111111111

4、11101B7FFDHC口：0111111111111110B7FFEH控制：0111111111111111B7FFFH98255的應(yīng)用例：從8255A的A口讀入數(shù)據(jù)，送到8255A的B口輸出解：MOVDPTR，#7FFFHMOVA，#90H；MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#7FFCHMOVXA，@DPTRMOVDPTR，#7FFDHMOVX@DPTR，A109.4用鎖存器或緩沖器擴展并行I/O口利用TTL或CMOS電路的緩沖驅(qū)動器（74244、74245）和鎖存器（74273、743

5、73、74377），通過P0口構(gòu)成各種類型的輸入/輸出口。這些類型的芯片具有數(shù)據(jù)緩沖或鎖存功能，但沒有地址線和讀寫控制線，僅有數(shù)據(jù)輸入/輸出線和選通控制端。因此這類芯片擴展并行I/O口的方法與擴展數(shù)據(jù)存儲器不同。其選通端應(yīng)由地址線和控制線的組合控制。11擴展并行輸出口帶數(shù)據(jù)使能端正邊沿觸發(fā)的高速D觸發(fā)器7437712擴展并行輸出口三態(tài)正邊沿觸發(fā)的高速D觸發(fā)器743741314159.5用MCS-51的串行口擴展并行口16用74LS164擴展并行輸出口例9-8編寫將內(nèi)部RAM單元30H、31H的內(nèi)

6、容經(jīng)串行口由74LS164并行輸出子程序。START:MOVR7,#02H；設(shè)置要發(fā)送的字節(jié)個數(shù)MOVR0,#30H；設(shè)置地址指針MOVSCON,#00H；設(shè)置串行口為方式0SEND：MOVA,@R0MOVSBUF,A；啟動串行口發(fā)送過程WAIT:JNBTI,WAIT；1幀數(shù)據(jù)未發(fā)完，循環(huán)等待CLRTIINCR0；取下一個數(shù)DJNZR7,SEND；未完，發(fā)完從子程序返回RET17用74LS165擴展并行輸入口例9-7從16位擴展口讀入5組數(shù)據(jù)（每組二個字節(jié)），并把它們轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM20H開始的

7、單元中。18MOVR7,#05H；設(shè)置讀入組數(shù)MOVR0,#20H；設(shè)置內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)區(qū)首址START:CLRP1.0；并行置入數(shù)據(jù)，S/L*=0SETBP1.0；允許串行移位，S/L*=1MOVR1,#02H；設(shè)置每組字節(jié)數(shù)，即外擴；74LS165的個數(shù)RXDAT:MOVSCON,#10H；設(shè)串口方式0，允許接收，啟動WAIT:JNBRI,WAIT；未接收完一幀，循環(huán)等待CLRRI；清RI標志，準備下次接收MOVA,SBUF；讀入數(shù)據(jù)MOV@R0,A；送至RAM緩沖區(qū)INCR0；指向下一個地址

8、DJNZR1,RXDAT；未讀完一組數(shù)據(jù)，繼續(xù)DJNZR7,START；5組數(shù)據(jù)未讀完重新并行置入……；對數(shù)據(jù)進行處理19串行擴展總線接口技術(shù)一、串行擴展特點：⑴最大程度發(fā)揮最小系統(tǒng)的資源功能。⑵簡化連接線路，縮小印板面積。⑶擴展性好，可簡化系統(tǒng)的設(shè)計。⑷串行擴展的缺點:數(shù)據(jù)吞吐容量較小，信號傳輸速度較慢，但隨著CPU芯片工作頻率的提高，以及串行擴展芯片功能的增強，這些缺點將逐步淡化。20串行擴展總線接口技術(shù)二、串行擴展方式分類：1、一線制一線制的典型代表為Dallas公司推出的單總線（1-wi