IO接口的擴(kuò)展方法課件.ppt

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1、9.1概述重點(diǎn)內(nèi)容：1、I/O芯片與單片機(jī)的連接2、I/O芯片的地址空間分配3、I/O芯片工作方式的設(shè)置以及讀寫(xiě)方法第9章擴(kuò)展I/O接口9.5其他總線(xiàn)的擴(kuò)展9.2普通并行I/O口擴(kuò)展9.3利用8255A芯片的擴(kuò)展I/O口9.4利用8155芯片的擴(kuò)展I/O口一、I/O接口的功能二、I/O接口的數(shù)據(jù)傳送方式三、I/O接口的編址四、I/O接口擴(kuò)展方法：并口擴(kuò)展常用三種方法（1）并行總線(xiàn)擴(kuò)展的方法（2）串行口擴(kuò)展方法（3）I/O端口模擬串行方法9.1概述并行I/O口擴(kuò)展的目的：為外圍設(shè)備提供一個(gè)輸入輸出通道。主要內(nèi)容：1、利用TTL、CMOS集成電路來(lái)擴(kuò)展2、利

2、用可編程并行接口芯片來(lái)擴(kuò)展一、I/O接口的功能1、速度協(xié)調(diào)由于CPU與外設(shè)速度上的差異，使得數(shù)據(jù)的I/O傳送只能在確認(rèn)外設(shè)已為數(shù)據(jù)傳送作好準(zhǔn)備的前提下才能進(jìn)行I/O操作。2、數(shù)據(jù)鎖存單片機(jī)的工作速度快，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上保留的時(shí)間短，無(wú)法滿(mǎn)足慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)接收。因此數(shù)據(jù)鎖存就成為接口電路的一項(xiàng)重要功能。3、輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖只允許當(dāng)前時(shí)刻正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)總線(xiàn)，其它數(shù)據(jù)源都必須與數(shù)據(jù)總線(xiàn)處于隔離狀態(tài)。為此要求接口電路能為數(shù)據(jù)輸入提供三態(tài)緩沖功能。4、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需要使用接口電路進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。其中包括：D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、串/并轉(zhuǎn)換和并/串

3、轉(zhuǎn)換等。二、I/O數(shù)據(jù)傳送方式1、無(wú)條件傳送方式在進(jìn)行I/O操作時(shí)，不需要測(cè)試外部設(shè)備的狀態(tài)，可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送操作。一般用于具有常駐的或變化緩慢的數(shù)據(jù)信號(hào)的外部設(shè)備如機(jī)械開(kāi)關(guān)、指示燈、發(fā)光二極管、數(shù)碼管等，以及工作速度非?？?，足以和CPU同步工作的外部設(shè)備如外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。2、程序查詢(xún)方式為了實(shí)現(xiàn)查詢(xún)方式的數(shù)據(jù)輸入輸出傳送，需要由接口電路提供外設(shè)狀態(tài)，并以軟件方法進(jìn)行狀態(tài)測(cè)試。3、程序中斷方式采用中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，當(dāng)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(qǐng)求。CPU響應(yīng)中斷后，再繼續(xù)執(zhí)行被中斷的原程序。三、I/O端

4、口的編址1、在計(jì)算機(jī)中，凡需進(jìn)行讀寫(xiě)操作的設(shè)備都存在著編址的問(wèn)題。2、有兩種需要編址的部件（1）存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)單元進(jìn)行編址（2）接口電路：接口電路則是對(duì)其中的端口進(jìn)行編址。3、I/O編址方式⑴獨(dú)立編址方式優(yōu)點(diǎn)是I/O地址空間和存儲(chǔ)器地址空間相互獨(dú)立，但需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置一套I/O指令和控制信號(hào)，從而增加了系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)。(2)統(tǒng)一編址方式統(tǒng)一編址就是把系統(tǒng)中的I/O和存儲(chǔ)器統(tǒng)一進(jìn)行編址。在這種編址方式中，把接口中的寄存器（端口）與存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元同等對(duì)待。為此也把這種編址稱(chēng)之為存儲(chǔ)器映像編址。接口與端口的概念接口：特指計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間在數(shù)據(jù)傳送方面的聯(lián)系。其功能主

5、要是通過(guò)電路實(shí)現(xiàn)的。因此稱(chēng)之為接口電路。端口：一個(gè)接口電路中可能包括有多個(gè)寄存器例如：保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)口保存狀態(tài)的狀態(tài)口保存命令的命令口因此一個(gè)接口電路就對(duì)應(yīng)著多個(gè)端口地址。注意：端口是供用戶(hù)使用的，用戶(hù)在編寫(xiě)有關(guān)數(shù)據(jù)輸入/輸出程序時(shí)，要用到接口電路中的各個(gè)端口。因此要知道它們的設(shè)置和編址情況。①訪(fǎng)問(wèn)擴(kuò)展I/O口的方法與訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器完全相同，使用相同的指令，所有擴(kuò)展的I/O口與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。②利用串行口擴(kuò)展法擴(kuò)展的外部并行I/O口不占用外部RAM地址空間。③利用并行總線(xiàn)擴(kuò)展的方法擴(kuò)展外部并行I/O口時(shí)，必須注意P0,P2,P3口的負(fù)載問(wèn)題，若負(fù)

6、載能力不夠，必須進(jìn)行總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)能力擴(kuò)展。④擴(kuò)展外部并行I/O口對(duì)外設(shè)的硬件具有依賴(lài)性（驅(qū)動(dòng)功率、電平匹配、干擾抑制、隔離等）。四、MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展并行I/O口的注意事項(xiàng)普通并行I/O口在擴(kuò)展時(shí)，它們的選通端或時(shí)鐘信號(hào)端要與地址線(xiàn)和控制線(xiàn)的邏輯組合輸出端相連。9.2普通并行I/O口擴(kuò)展一、擴(kuò)展并行輸出口例1：用鎖存器74LS377擴(kuò)展并行輸出口程序如下：MOVDPTR,#7FFFHMOVA,60HMOVX@DPTR,AP2.7P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0/WROED7Q7D6Q6D5Q5D4Q4D3Q3D2Q2D1Q

7、1D0Q0GD7D6D5D4D3D2D1D0805174LS373輸出設(shè)備例2：用鎖存器74LS373擴(kuò)展并行輸出口程序如下：MOVDPTR,#7FFFHMOVA,60HMOVX@DPTR,A例3:用74LS374擴(kuò)展并行輸出口74LS374是具有三態(tài)輸出的8D邊沿觸發(fā)器，與單片機(jī)接口電路如下圖所示，74LS374的地址為7FFFH。程序如下：MOVDPTR,#7FFFHMOVA,60HMOVX@DPTR,A程序如下：MOVDPTR,#7FFFHMOVXA,@DPTRMOV61H,A二、擴(kuò)展并行輸入口用單向總線(xiàn)緩沖器74LS244擴(kuò)展并行輸入口，硬件電路

8、如下圖所示。74LS244的地址為7FFFH。時(shí)序三、擴(kuò)展簡(jiǎn)單的八位輸入輸出口輸