单片机原理及应用教学课件第8章mcs51的io接口扩展

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1、单片机原理及应用第8章MCS-51的I/O接口扩展光华学院信息工程系王超8.1I/O口扩展概述◆MCS-51的I/O(输入/输出)口是MCS-51与外设交换数字信息的桥梁。◆I/O扩展也属于系统扩展的一部分。◆真正用作I/O口线的只有P1口的8位I/O线和P3口的某些位线。◆在多数应用系统中，MCS-51单片机都需要外扩I/O接口电路。MCS-51单片机信号引脚简介VCCVSSXTAL2XTAL1RSTP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5

2、P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7并行口：P0、P1、P2、P3EAPSENRXD/TXD/INT0/INT1/T0/T1/WR/RD/1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051875189C51P0口:低8位地址线,也可做数据总线.P2口:高8位地址线.P3口:具备第二功能8.1.1I/O接口的功能I/O接口电路应满足

3、以下要求：1.实现和不同外设的速度匹配大多数的外设的速度很慢，无法和µs量级的单片机速度相比。单片机只有在确认外设已为数据传送做好准备的前提下才能进行I/O操作。想知道外设是否准备好，需I/O接口电路与外设之间传送状态信息。2.输出数据锁存由于单片机工作速度快，数据在数据总线上保留的时间十分短暂，无法满足慢速外设的数据接收。I/O电路应具有数据锁存器，以保证接收设备接收。3.输入数据三态缓冲输入设备向单片机输入数据时，但数据总线上面可能“挂”有多个数据源，为不发生冲突，只允许当前时刻正在进行数据传送的数据源使用数据总线，其余的数据源应处于隔离状态。I/O接口（I

4、nterface）和I/O端口(Port)的区别：I/O端口：简称I/O口，常指I/O接口电路中带有端口地址的寄存器或缓冲器，单片机通过端口地址就可以对端口中的信息进行读写。I/O接口：是指单片机与外设间的I/O接口芯片。一个I/O接口芯片可以有多个I/O端口，（1）数据口（2）命令口（3）状态口8.1.2I/O端口的编址I/O端口编址是给所有I/O接口中的寄存器编址。I/O端口编址两种方式：独立编址与统一编址。1．独立编址方式I/O寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址，但需一套专门的读写I/O的指令和控制信号。2．统一编址方式I/O寄存器与数据存储器单元同等

5、对待，统一编址。不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指令进行I/O操作，简单、方便且功能强。MCS-51使用统一编址的方式每一接口芯片中的一个功能寄存器（端口）的地址就相当于一个RAM单元。而与外部程序存储器无关。8.1.3I/O数据的几种传送方式为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。I/O数据传送的几种传送方式是：（1）同步传送（2）异步传送（3）中断传送。1.同步传送方式（无条件传送）当外设速度和单片机的速度相比拟时，常采用同步传送方式，最典型的同步传送就是单片机和外部数据存储器之间的数据传送。2.

6、查询传送方式（条件传送，异步式传送）查询外设“准备好”后，再进行数据传送。优点：通用性好，硬件连线和查询程序十分简单，缺点：效率不高。为提高效率，通常采用中断传送方式。3.中断传送方式.外设准备好后，发中断请求，单片机进入与外设数据传送的中断服务程序，进行数据的传送。中断服务完成后又返回主程序继续执行。工作效率高。简单的I/O口扩展可编程I/O口芯片利用串行口扩展并行口常用的扩展方法：简单I/O口扩展用并行口扩展I/O口选择TTL电路或MOS电路即能组成简单的扩展I/O口。如：用8位三态缓冲器74LS244可扩展输入口；用8D锁存器74LS273、74LS373

7、、74LS377等可组成输出口。简单I/O扩展接口口地址的确定及编程应用因为74LS273和74LS244都是在P2.0为0时被选通,所以二者地址都可以为FEFFH。两个芯片的地址虽然相同,但可以通过读写操作来区别编程应用如下：MOVDPTR，#0FEFFH；指向口地址MOVXA，@DPTR;指向74LS244读入数据，检测按键MOVX@DPTR，A；指向74LS273输出数据，驱动LEDSJMP$可编程I/0芯片的使用可编程I/O芯片是指芯片功能可由指令来确定，即需要对其编程。常用的I/O口芯片有8255和8155。8155的结构和技术性能在8155内部具有：

8、（1）256字节的静态R