第7章+單片機(jī)并行IO擴(kuò)展ppt課件.ppt

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1、第7章單片機(jī)并行I/O擴(kuò)展教學(xué)基本要求：（1）、了解單片機(jī)I/O擴(kuò)展的原因；（2）、熟悉單片機(jī)I/O的控制方式及編址技術(shù)；（3）、熟悉單片機(jī)I/O的直接應(yīng)用及簡(jiǎn)單擴(kuò)展的方法；（4）、掌握8255芯片的應(yīng)用方法；（5）、掌握單片機(jī)鍵盤接口技術(shù)；（6）、掌握單片機(jī)LED顯示器接口技術(shù)；教學(xué)重點(diǎn)：（1）、8255與MCS-51單片機(jī)的接口方法；（2）、單片機(jī)獨(dú)立式鍵盤接口技術(shù)；（3）、單片機(jī)LED顯示器動(dòng)態(tài)掃描接口技術(shù)；教學(xué)難點(diǎn)：（1）、鍵盤掃描子程序、LED顯示子程序的設(shè)計(jì)。7.1單片機(jī)I/O擴(kuò)展基礎(chǔ)

2、知識(shí)7.1.1I/O接口電路的功能1、速度協(xié)調(diào)；2、輸出數(shù)據(jù)鎖存；3、數(shù)據(jù)總線隔離；4、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；5、增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力7.1.2關(guān)于接口電路的更多說明1、接口與接口電路（a）接口：是研究單片機(jī)與外設(shè)之間的連接問題。（b）接口電路:是指單片機(jī)與外設(shè)之間接口界面的硬件電路。2、口或端口指接口電路中，已被編址并能進(jìn)行讀/寫操作的寄存器，簡(jiǎn)稱口。一個(gè)接口電路往往對(duì)應(yīng)著多個(gè)口地址，使用端口其實(shí)質(zhì)是對(duì)寄存器進(jìn)行讀寫操作。它通常包含以下部分：1）數(shù)據(jù)寄存器，用于保存輸入/輸出數(shù)據(jù)；2）狀態(tài)寄存器，用于保存外設(shè)的狀態(tài)

3、信息；3）命令寄存器，用于保存來自CPU有關(guān)數(shù)據(jù)傳送的控制命令。以上各寄存器均為可讀/寫的編址寄存器，具有確定的地址，CPU可對(duì)其進(jìn)行讀/寫操作3、I/O接口的特點(diǎn)4、并行接口與串行接口7.1.3I/O編址技術(shù)單片機(jī)系統(tǒng)中存在兩個(gè)需要編址的子系統(tǒng)：一個(gè)是存儲(chǔ)器，主要是對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行編址，已在第6章講解；另一個(gè)是接口電路中的寄存器（可編址端口），主要是對(duì)可編址端口進(jìn)行編址，也稱I/O編址。常用I/O編址方式：獨(dú)立編址方式和統(tǒng)一編址方式。（a）獨(dú)立編址方式所謂獨(dú)立編址，就是把I/O和存儲(chǔ)器分開進(jìn)行編址

4、。優(yōu)點(diǎn)：I/O和存儲(chǔ)器地址空間相互獨(dú)立。缺點(diǎn)：除存儲(chǔ)器讀/寫指令外，還要設(shè)置一套I/O指令及控制信號(hào)。（b）統(tǒng)一編址方式所謂統(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。優(yōu)點(diǎn)：無需專門I/O指令，I/O地址范圍不受限制。缺點(diǎn)：使存儲(chǔ)器地址空間縮小，地址譯碼復(fù)雜。MCS-51單片機(jī)采用統(tǒng)一編址方式。因此接口電路中I/O地址與存儲(chǔ)單元地址長(zhǎng)度相同（16位二進(jìn)制數(shù)）。7.1.4單片機(jī)I/O控制方式在單片機(jī)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入/輸出傳送，通常使用無條件傳送方式、查詢方式和中斷方式三種。（1）無條件

5、傳送方式即同步程序傳送，單片機(jī)不需測(cè)試外設(shè)狀態(tài)，隨時(shí)可以與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送操作。如開關(guān)、LED等外部設(shè)備。無條件傳送的接口電路如圖所示：（2）查詢方式也稱有條件傳送方式，即數(shù)據(jù)傳送是有條件的，單片機(jī)在傳送數(shù)據(jù)之前，需測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)（查詢），它是一種軟硬件結(jié)合的數(shù)據(jù)傳送方式。查詢流程框圖如圖所示：（3）中斷方式也稱程序中斷方式，它與查詢方式的主要區(qū)別在于如何知道設(shè)備是否為數(shù)據(jù)傳送作好了準(zhǔn)備，查詢方式是單片機(jī)的主動(dòng)形式，而中斷方式則是單片機(jī)等待通知（中斷請(qǐng)求）的被動(dòng)形式。中斷方式數(shù)據(jù)傳送示意圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)

6、I/O口直接應(yīng)用舉例（1）數(shù)據(jù)的無條件傳送例：從P1.3～P1.0輸入開關(guān)狀態(tài)，再?gòu)腜1.7～P1.4輸出去驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，使其顯示開關(guān)的狀態(tài)。解：電路原理圖如圖所示：程序流程框圖：程序清單：ORG0000HMAIN：MOVA，#OFH；熄滅發(fā)光二極管MOVP1，A；MOVA，P1；輸入開關(guān)狀態(tài)CPLA；狀態(tài)取反ANLA，#0FH；屏蔽A的高半字節(jié)SWAPA；A的高低半字節(jié)交換MOVP1，A；開關(guān)狀態(tài)輸出END（2）中斷方式的數(shù)據(jù)傳送例：從P1.3～P1.0輸入開關(guān)狀態(tài)，再?gòu)腜1.7～P1.4輸出

7、去驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，使其顯示開關(guān)的狀態(tài)。解：由外電路產(chǎn)生外部中斷請(qǐng)求0，脈沖邊沿觸發(fā)電路原理圖如圖所示：程序流程框圖：程序清單：ORG0000HSTART：LJMPMAIN；ORG0003HLJMPEXTR；ORG0030HMAIN：SETBIT0；脈沖邊沿觸發(fā)SETBEX0；外部中斷0允許SETBEA；總中斷允許HERE：LJMPHERE；等待中斷ORG1000HEXTR：MOVA，#OFH；熄滅發(fā)光二極管MOVP1，A；MOVA，P1；輸入開關(guān)狀態(tài)CPLA；狀態(tài)取反ANLA，#0FH；屏蔽A的高

8、半字節(jié)SWAPA；A的高低半字節(jié)交換MOVP1，A；開關(guān)狀態(tài)輸出RETI；中斷返回END補(bǔ)充內(nèi)容單片機(jī)簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展利用中、小規(guī)模集成電路芯片實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)I/O擴(kuò)展。1、簡(jiǎn)單輸入口擴(kuò)展簡(jiǎn)單輸入口擴(kuò)展只用于解決數(shù)據(jù)輸入的緩沖問題，因此，簡(jiǎn)單輸入接口的擴(kuò)展就是擴(kuò)展數(shù)據(jù)緩沖器。典型芯片：74LS244，2452、簡(jiǎn)單輸出口擴(kuò)展簡(jiǎn)單輸出口擴(kuò)展主要用于進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，因此，簡(jiǎn)單輸出口的擴(kuò)展就是擴(kuò)展數(shù)據(jù)鎖存器。典型芯片：74LS377、273、373例：采用74LS244作為擴(kuò)展輸入、74LS2