片机并行I-O扩展

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1、机电控制技术---单片机基础温州职业技术学院参考文献1.《单片机基础》第3版.李广弟，朱月秀，冷祖祁编著.北京航空航天大学出版社，2007年6月2.《单片微型计算机原理及接口技术》.穆兰主编.机械工业出版社，20063.《单片微型计算机技术》.刘国荣主编.北京:机械工业出版社，20002第7章单片机并行I/O扩展7.1单片机I/O扩展基础知识7.2可编程并行接口芯片82557.3键盘接口技术7.4LED显示器接口技术7.5打印机接口技术37.1单片机I/O扩展基础知识7.1.1I/O接口电路的功能外部设备的速度十分复杂，必须通过I/O接口电路实现。1.

2、速度协调面对各种设备的速度差异，单片机无法按固定的时序以同步方式进行I/O操作，只能以异步方式进行，也就是只有在确认设备已为数据传送做好准备的前提下才能进行I/O操作。为此需要接口电路产生状态信号或中断请求信号，表明设备是否做好准备。即通过接口电路来进行单片机与外部设备之间的速度协调。42.输出数据锁存由于CPU与外设速度的不一致，需要有接口电路把输出数据先锁存起来，待输出设备为接收数据做好准备后，再传送数据。这就是接口电路的数据锁存功能。3.数据总线隔离总线上可能连接着多个数据源(输入设备)和多个数据负载(输出设备)。一对源和负载的数据传送正在进行时

3、，所有其他不参与的设备在电性能上必须与总线隔开。这就是接口电路的总线隔离功能。为了实现总线隔离，需要有接口电路提供具有三态缓冲功能的三态缓冲电路。54.数据转换外部设备种类繁多，不同设备之间的性能差异很大，信号形式也多种多样。单片机只能使用数字信号，如果外部设备所提供或需要的不是电压形式的数字信号，就需要有接口电路进行转换，其中包括模/数转换和数/模转换等。5.增强驱动能力通过接口电路为输出数据提供足够的驱动功率，以保证外部设备能正常、平稳地工作。67.1.2关于接口电路的更多说明1.接口与接口电路“接口”（Interface），具有界面、相互联系等含

4、义，通过接口能使两个被连接的器件协同工作。单片机接口，则是研究单片机与外部设备之间的连接问题。单片机与外部设备之间接口界面的硬件电路称为接口电路，或称为I/O接口电路。72.口或端口为了实现I/O接口电路的界面功能，在接口电路中应包含一些寄存器，通常把接口电路中这些已编址并能进行读或（和）写操作的寄存器称为端口或简称口(Port）。完整的接口功能是靠软硬件相结合实现的，而口则是供用户使用的硬件内容，用户在进行扩展连接和编写相关程序时，要用到接口电路中的各个口，为此就需要知道这些口的设置和编址情况。83.I/O接口的特点外部设备和I/O操作的复杂性，使接

5、口电路成为单片机与外部设备之间必不可少的界面，通过接口电路居中协调和控制，保证外部设备的正常工作。有关I/O接口的特点可归结为如下3点：①异步性。平时单片机与外部设备按各自的时序并行工作，只有在需要时外部设备才通过接口电路接受单片机的控制。②实时性。单片机对外部设备的控制以查询或中断方式进行，以便最大限度地实现控制的实时化。9③与设备无关性。接口芯片不一定是专用的，同一个接口芯片通过软件设置可为多种设备实现接口。4.并行接口与串行接口按数据传输方式的不同，接口有并行与串行之分，即并行接口与串行接口。本章重点是并行接口。107.1.3I/O编址技术为了对

6、I/O接口电路中的寄存器(端口)进行读/写操作，就需要对它们进行编址，所以就出现了I/O编址问题。有两种I/O编址方式：统一编址方式和独立编址方式。在80C51单片机系统中，采用统一编址方式。所谓统一编址方式，就是把I/O接口中的寄存器与外扩展的数据存储器中的存储单元同等对待，合在一起使用同一个64KB的外扩展地址空间。I/O和存储器的统一编址，使得I/O口也采用16位地址编址，并使用数据存储器读/写指令进行I/O操作，而不需要专门的I/O指令。11所谓独立编址方式，就是把I/O与存储器分开进行编址。这样，在一个单片机系统中就形成了两个独立的地址空间：

7、存储器地址空间和I/O地址空间。独立编址方式的优点是两个地址空间相互独立、界限分明，但同时也存在许多麻烦并增加系统开销，所以独立编址方式在单片机中较少采用。127.1.4单片机I/O控制方式1.无条件方式无条件传送也称为同步程序传送。只有那些能一直为I/O操作作好准备的设备，才能使用无条件传送方式。在进行无条件I/O操作时，无需测试设备的状态，可以根据需要随时进行I/O操作。无条件传送适用于两类设备的I/O操作。一类是具有常驻的或变化缓慢的数据信号的设备。例如，机械开关、指示灯、发光二极管、数码管等，另一类则是工作速度非常快，足以和单片机同步工作的设备

8、，例如数/模转换器(DAC）。132.查询方式查询方式又称有条件传送方式，在I/O操作前，要检