單片機(jī)并行IO接口課件.ppt

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1、單片機(jī)原理與接口技術(shù)第7章并行I/O接口7/29/202111.并行I/O口概述；2.MCS-51內(nèi)部并行I/O口；3.并行接口芯片8255A和81554.MCS-51內(nèi)部并行I/O口的擴(kuò)展；5.MCS-51對LED和鍵盤的接口；本章教學(xué)要求7/29/202127.1并行I/O口概述1）I/O接口的作用；2）外部設(shè)備的編址方式；3）I/O數(shù)據(jù)的四種傳送方式；4）I/O接口的類型。7/29/202137.1.1I/O接口的作用1．I/O接口的地位I/O接口處于外設(shè)和CPU之間，它是CPU和外設(shè)間的橋梁和通道。(如圖7.1)設(shè)備的分類：輸入設(shè)備：A/D轉(zhuǎn)換器，

2、鍵盤輸出設(shè)備：CRT、D/A轉(zhuǎn)換器輸入/輸出設(shè)備：磁盤驅(qū)動器、磁帶機(jī)7/29/202147.1.1I/O接口的作用2．I/O接口的作用1）實(shí)現(xiàn)CPU和外設(shè)間的速度匹配方法：查詢法（速度慢）中斷法（速度快）2）改變數(shù)據(jù)傳送方式并行?串行串行?并行例如：串行發(fā)送/接收。7/29/202157.1.1I/O接口的作用2．I/O接口的作用3）改變信號的性質(zhì)和電平（1）改變信號的性質(zhì)（2）改變信號的電平7/29/202167.1.2外部設(shè)備的編址端口和接口端口：又稱I/O口，常指帶地址的端口寄存器/緩沖器。例如：數(shù)據(jù)口：用于暫存/傳送數(shù)據(jù)地址口：用于暫存/傳送地址控

3、制口：用于暫存/傳送命令/狀態(tài)信號。接口：間于CPU和外設(shè)間的完整電路。一個I/O接口常含有若干個I/O端口。例如：Inter8255A、Inter81557/29/202177.1.2外部設(shè)備的編址（一）外部端口的單獨(dú)編址外部端口單獨(dú)編址：外部端口地址和存儲器地址分別編址。（1）CPU和存儲器交換信息地址范圍：0000H-FFFFH（64KB范圍）所用指令：傳送指令，產(chǎn)生MREQ=0（選通存儲器）7/29/202187.1.2外部設(shè)備的編址（一）外部端口的單獨(dú)編址（2）CPU和外設(shè)交換信息地址范圍：00H-FFH（256個單元）所用指令：INA，00H；

4、A?(00H外設(shè))（產(chǎn)生IORQ,選通外設(shè)）（3）優(yōu)點(diǎn)：外設(shè)端口不占存儲器的地址。缺點(diǎn)：需要專用的I/O指令（例如：IN/OUT指令）7/29/202197.1.2外部設(shè)備的編址（二）外部端口和存儲器統(tǒng)一編址外部端口和存儲器統(tǒng)一編址是指：把外設(shè)端口當(dāng)作存儲單元看待，即：讓外設(shè)端口占用部分存儲單元的地址。（1）CPU和存儲器交換信息地址范圍：0000H-FEFFH（64KB范圍）所用指令：MOVXA，@DPTRMOVX@DPTR，AMOVXA，@RiMOVX@Ri，A7/29/2021107.1.2外部設(shè)備的編址（二）外部端口和存儲器統(tǒng)一編址（2）CPU和外

5、設(shè)交換信息地址范圍：FF00H-FFFFH（256B）所用指令：MOVXA，@DPTRMOVX@DPTR，A（3）特點(diǎn)：無I/O指令，但外設(shè)端口要占用存儲器地址。7/29/2021117.1.3I/O數(shù)據(jù)的四種傳送方式CPU與外部設(shè)備交換信息有以下幾種方式：1）同步傳送方式（無條件傳送方式）；2）異步傳送方式（有條件傳送、查詢方式）；3）中斷傳送方式。4）直接存儲器存取（DMA）方式；用戶可根據(jù)不同外設(shè)選用恰當(dāng)?shù)腎/O數(shù)據(jù)傳送方式，以實(shí)現(xiàn)CPU與不同外設(shè)的速度匹配。7/29/2021127.1.3I/O數(shù)據(jù)的四種傳送方式同步傳送也稱為無條件傳送方式，類似于

6、CPU和存儲器間的數(shù)據(jù)傳送。1、使用場合：1）外設(shè)和CPU速度一樣快時例如：CPU對A/D的接口（輸入模擬量）CPU對D/A的接口（輸出數(shù)字量）此時，CPU始終可認(rèn)為外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好。2）外設(shè)速度非常慢時例如：CPU對開關(guān)量的讀取。此時，CPU始終可認(rèn)為外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好。1．同步傳送方式-----同步傳送方式7/29/2021132．異步傳送方式異步傳送又稱為有條件傳送，或查詢方式，CPU需要外設(shè)提供兩個I/O端口：一是狀態(tài)口；二是數(shù)據(jù)口。1、工作過程（1）8031采用兩個I/O口P1—狀態(tài)口，用以傳送打印機(jī)工作狀態(tài)。P0—數(shù)據(jù)口，用以傳送打印數(shù)據(jù)。（2）80

7、31檢測P1.0狀態(tài)若P1.0=1,則繼續(xù)查詢?nèi)鬚1.0=0，則執(zhí)行（3）（3）CPU通過執(zhí)行如下2條指令就可把一個打印數(shù)據(jù)傳送給打印機(jī)打印。MOVR0，#0FFH；R0?FFHMOVX@R0,A;打印數(shù)?打印機(jī)7.1.3I/O數(shù)據(jù)的四種傳送方式-----異步傳送方式2、特點(diǎn)：CPU需要查詢打印機(jī)是否打印完前一數(shù)據(jù)，故CPU在等待中失去了效率。7/29/2021143．中斷傳送方式中斷方式則是在外設(shè)為數(shù)據(jù)傳送作好準(zhǔn)備之后，就向CPU發(fā)出中斷請求信號（相當(dāng)于通知CPU），CPU接收到中斷請求信號之后立即作出響應(yīng)，暫停正在執(zhí)行的原程序（主程序），而轉(zhuǎn)去為外設(shè)的

8、數(shù)據(jù)輸入輸出服務(wù)，待服務(wù)完之后，程序返回，CPU再繼續(xù)執(zhí)行被中斷的