单片机第7章.ppt

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1、第七章并行I/O接口本章主要内容：I/O接口的作用MCS-51对外设的编址I/O传送方式及其特点MCS-51并行I/O接口及其作用定时/计数器及使用7.1概述问题的提出:外设信号各式各样，CPU如何与其连接？单片机实用系统：7.1.1I/O接口的作用作用:让CPU与外部设备实现信息的交换接口的三个功能：实现速度匹配改变数据传送方式变换数据信号电平7.1.2外设的编址在计算机系统中，对各个设备的操作都针对对应设备地址来进行。外设也不例外，因此每个外设有其独一的地址，称为接口地址。两个概念：接口:实现CPU与外设间信号交换的电路（通常一个外设占用一个接口）端口:接口中有着固定作用的寄存器

2、或缓冲器（用地址表示，通常一个接口可有若干个端口）端口一般有三类：数据端口（数据口）传送数据状态端口（状态口）保存接口状态控制端口（控制口）设置接口工作状态对外设的编址有两种：独立编址（如Z80CPU）外设地址不占用内存（RAM）空间地址要求CPU有/IORQ和/MREQ控制线并有专用的I/O操作指令（IN、OUT指令）统一编址（如单片机）外RAMD的64K空间中规划出一部分作为外设地址对外设的操作与对外RAM的操作相同（共用MOVX指令，但外RAM可用空间减少了）7.1.3I/O数据的四种传送方式1同步传送（无条件传送）方式传送时CPU总认为外设已经准备好，不问状态直接进行传送接口

3、只需要一个数据端口如输入接口只需一个缓冲器输出接口只需一个锁存器下图为一接口地址为0FF00H的无条件输入接口只要执行MOVDPTR，#0FF00HMOVXA，@DPTR就可以取得1#~8#油开关的状态特点是接口简单，但容易出错(当输入时油开关没及时提供状态时)2异步传送（条件传送）方式传送时CPU先问接口状态后决定是否传送接口应有两个端口(状态口、数据口)如某打印机接口（条件输出接口）：其操作流程如（Ь）图特点是接口较复杂，CPU的效率较低，但不易出错3中断传送方式利用中断功能实现数据交换通过中断请求与响应来实现数据传送。如某打印机接口如下：这里打印机准备好时发出中断申请，CPU响

4、应中断时输出数据特点是CPU的效率得以提高，但接口应具有中断功能4DMA传送方式利用DMA控制器直接与CPU交换数据特点是速度最快，但要求CPU具有/BUSRQ控制线（单片机无此控制线）不同传送方式各有特点：DMA传送速度最快中断传送工作效率最高无条件传送结构最简单条件传送效率较低7.1.4I/O口的类型1串行口2并行口7.2MCS-51内部并行I/O端口及其使用7.2.1MCS-51内部的并行I/O口四个并行I/O口：P0、P1、P2、P3P0口：标准双向口（具有三态输出功能的I/O口）当MUX接通上側时作为数据总线及低8位地址输出当MUX接通下側时作为具有三态输出/输入并行口P1

5、口：准双向口（无三态功能的I/O口）输出端只有一个MOS管并有一上拉电阻，因此无三态功能P2口：准双向口（无三态功能的I/O口）与P0口一样带有MUX开关，接通上側作地址输出，接通下側作一般I/O口输出端只有一个MOS管并有一上拉电阻，因此无三态功能P3口：准双向口（无三态功能的I/O口）与P1口类似但由于具有第二功能，因此有第二功能控制电路总结四个口的结构有：由于四个口在一般使用时功能不同，因此内部结构略有不同P0口常作外数据/地址低8位总线使用，因此有总线/一般口控制开关并具有三态输出P2口常作外地址高8位总线使用，因此也有总线/一般口控制开关电路P3口由于有第二功能，因此有第二

6、功能控制电路P0、P1、P2、P3的输入电路结构相同7.2.2MCS-51内部并行I/O口的应用1直接用作一般输入/输出端口读端口数据----得到的是端口锁存器的内容（非端口线上的状态）写端口数据----数据将经锁存器输出到端口线上读端口线状态---先对端口输出（写）全“1”（控制关断MOS管），后读端口换句话说：作为一般输出口时-------直接对端口进行写操作而作为输入口时却分为读锁存器和读引脚两种情况例7.1如图所示，当K3闭合时根据K0、K1的状态使LED亮或灭,逻辑关系如（a）所示参考程序如下：28位并行端口改装为非8位并行端口实际使用中可能需要用到若干个非8位的端口，为了

7、充分利用资源常将8位端口通过软件的“屏蔽”和“组装”办法虚拟成非8位端口使用例7.2将P1、P2口改装成三个5位输出虚口P1、P2口共有2*8=16位，三个5位口有3*5=15位显然是可行的办法是：将要输出的值X、Y、Z组装成符合P1、P2的结构如下：对应程序:3MCS-51对外部三态门和锁存器的接口实际的控制系统往往使用较简单的接口结构来与外设实现信息的交换，这时接口电路根据输入设备的电路结构不同而各有区别①当输入设备带有锁存器时，其输入接口可以用一个三