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1、第八章MCS-51與I/O接口擴展8.1I/O擴展概述8.2MCS-51擴展可編程并行I/O芯片8255A8.3MCS-51與可編程RAM/IO芯片8155H的接口教學(xué)目標介紹I/O接口的功能及編址方式介紹單片機I/O口的擴展方法學(xué)習(xí)要求了解I/O接口的功能掌握I/O接口的編址方式掌握常用I/O接口芯片的擴展及編程方法8.1I/O擴展概述MCS-51單片機具有四個并行8位I/O口（即P0、P1、P2、P3），原理上這四個I/O口均可用做雙向并行I/O接口，但在實際應(yīng)用中，可提供給用戶使用的I/O口只有P1口
2、和部分P3口線。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。實現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配輸出數(shù)據(jù)鎖存輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖一、I/O接口的功能要求I/O端口的編址方法：一種是獨立編址，另一種是統(tǒng)一編址。MCS-51單片機采用了統(tǒng)一編址方式，即I/O端口地址與外部數(shù)據(jù)存儲單元地址共同使用0000H～FFFFH（64KB）。二、I/O端口的編址無條件傳送查詢方式傳送中斷方式傳送三、I/O數(shù)據(jù)的傳送方式并行I/O口擴展的目的：為外圍設(shè)備提供一個輸入輸出通道。并行總線擴展的方法串行口擴展方法這里只
3、介紹總線擴展方式下I/O接口的擴展方法。四、單片機I/O口的擴展方法訪問擴展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（MOVX），所有擴展的I/O口與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址。利用串行口擴展法擴展的外部并行I/O口不占用外部RAM地址空間。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、P3口的負載問題，若帶負載能力不夠，必須進行總線驅(qū)動能力擴展。五、單片機擴展并行I/O口的擴展性能8.2MCS-51擴展可編程并行I/O芯片8255A可編程I/O接口芯片的特點：適應(yīng)多種功能需求
4、，使用靈活，可擴展多個并行I/O口，可以編程設(shè)定為輸入或輸出口，應(yīng)用非常廣泛。一、可編程并行口8255A芯片Intel8255A芯片是通用可編程并行接口電路，廣泛應(yīng)用于單片機擴展并行I/O口。它具有3個8位并行I/O口PA、PB和PC，一個8位的數(shù)據(jù)口D0～D7，三種工作方式。40條引腳，DIP封裝。引腳圖如右圖所示。8255A的引腳封裝圖1.引腳說明D0～D7：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線。常和MCS-51單片機的P0口相連，用于傳送數(shù)據(jù)信息；PA0～PA7：A口輸入/輸出線，用于和外設(shè)之間傳遞數(shù)據(jù)；PB0～PB7：B
5、口輸入/輸出線，用于和外設(shè)之間傳遞數(shù)據(jù)；PC0～PC7：C口輸入/輸出線，既可與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)，也可以作為A、B口的控制聯(lián)絡(luò)線；CS：片選信號線，低電平有效。RESET：復(fù)位信號線，通常與單片機的復(fù)位端相連。A0和A1：I/O口的選擇線，通過它可以選擇PA口、PB口、PC口和控制寄存器。RD和WR：讀/寫信號線，控制8255的讀、寫操作。VCC：＋5V電源。GND：接地端。8255A的引腳封裝圖2.內(nèi)部結(jié)構(gòu)各部分功能：(1)端口A、B、CPA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7共24條端口線。A、B、C
6、3口的工作方式由程序設(shè)置。每個口都有自己的特點：PA口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個輸入鎖存器，是最靈活的輸入輸出寄存器，可編程為8位輸入、輸出或雙向。PB口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個輸入緩沖器（不鎖存），可編程為8位輸入或輸出，不能雙向。PC口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個輸入緩沖器(不鎖存)，可分成兩個4位口使用。除作輸入輸出口使用外，還可作A口、B口選通方式下的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號線。(2)數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個三態(tài)雙向8位緩沖器，作為8255A與系統(tǒng)總線之間的接
7、口，用來傳送數(shù)據(jù)、指令、控制命令等。(3)A組、B組控制模塊接收來自讀/寫控制邏輯電路的命令及內(nèi)部數(shù)據(jù)總線控制字，對相應(yīng)端口發(fā)出命令：A組控制塊：控制A口及C口的高四位B組控制塊：控制B口及C口的低四位(4)讀/寫控制邏輯電路讀寫控制邏輯電路接收CPU發(fā)來的控制信號RD/WR/RESET/A1～A0等，用于控制對8255A的讀/寫。8255A的端口選擇和基本操作高阻態(tài)011xX非法態(tài)01011高阻態(tài)1XXXX寫控制字00111寫端口C00101寫端口B00110寫端口A00100讀端口C01001讀端口B0
8、1010讀端口A01000操作CSWRRDA0A13.8255A的控制字8255A有兩個控制字：工作方式選擇控制字方式控制字用于設(shè)定單片機的PA口、PB口和PC口的工作方式。C口置位/復(fù)位控制字置位/復(fù)位控制字用于對8255A的PC口按位進行操作。方式控制字C口置位/復(fù)位控制字例1:設(shè)8255A控制字寄存器的地址為0FF7FH，試編程使A口為方式0輸出，B口為方式0輸入，PC4～PC7為輸出，PC0～PC3為輸入
