单片机原理与应用 教学课件 作者 杭和平 第6章_MCS-51单片机总线系统与IO口扩展.ppt

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1、第六章MCS-51单片机总线系统与I/O口扩展6.1单片机扩展总线概述6.1.1片外总线扩展结构6.1.2三总线扩展的方法6.1.3AT89C××系列单片机的片内存储容量6.2MCS-51单片机I/O口扩展及编址技术6.2.1单片机I/O口扩展6.2.289C51单片机总线扩展的编址技术6.3MCS-51存储器扩展技术6.3.189C51单片机的数据存储器扩展6.3.289C51单片机的程序存储器扩展6.1.1片外总线扩展结构总线：连接系统中主机与各扩展部件的一组公共信号线。1、数据总线（DB）：传送

2、数据，双向，CPU的位数和外部数据总线的位数一致。而数据可能是指令代码、状态量或控制量，也可能是真正的数据。2、地址总线（AB）：传送CPU发出的地址信息，单向，宽度（线数目）决定了CPU的可寻址范围。例如：2根地址线，可寻址22=4个字节单元；16根地址线，可寻址216=64K字节单元；3、控制总线（CB）：传送使微机协调工作的定时、控制信号，双向，但对于每一条具体的控制线，都有固定的功能。控制线数目受芯片引脚数量的限制。8位微机的DB总是8位，AB总是16位，而CB的数目则随机型不同而不同。6.1

3、.2三总线扩展的方法1．P0口作为数据总线和低8位地址线2．以P2口作为高8位地址线3．地址、数据分离电路ALE信号就是MCS-51单片机提供的专用于数据/地址分离的一个引脚。6.1.3AT89Cxx片内存储容量DeviceFlash(Kbytes)EEPROM(Kbytes)RAM(Bytes)I/OPinsAT89C20512--12815AT89C40514--12815AT89C511516251220AT89C51AC2322128034AT89C51ID2642204832AT89C51R

4、B216--128032AT89C51RC32--51232AT89C51RC232--128032AT89C51RD264--204832AT89C51RE2128--204834AT89C55WD20--256326.2单片机I/O口扩展及编制技术51系列单片机内部有4个双向的并行I/O端口P0～P3，共占32根引脚。P0口的每一位可以驱动8个TTL负载，P1～P3口的负载能力为3个TTL负载。在无片外存储器扩展的系统中，这4个端口都可以作为准双向通用I/O口使用。6.2.1单片机I/O口扩展MC

5、S-51单片机的I/O端口通常需要扩充，以便和更多的外设（例如显示器、键盘）进行连接。简单的I/O口扩展，通常是采用TTL或CMOS电路锁存器、三态门等作为扩展芯片，通过P0口来实现扩展的一种方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。实际中可使用74LS244、74LS245等芯片作为并行输入口进行扩展，使用74LS273、74LS377等芯片作为并行输出口进行扩展。6.2.1单片机I/O口扩展74LS244为8同相三态缓冲/驱动器6.2.1单片机I/O口扩展74LS273为8D三态同相触发器6.

6、2.1单片机I/O口扩展图6-3为采用74LS244作为扩展输入、74LS273作为扩展输出的简单I/O口扩展。6.2.1单片机I/O口扩展P2.0决定了74LS244的地址为：×××××××0××××××××B其中“×”代表任意电平。由于地址线中有无关位，且无关位可组成多种状态，则会出现“地址重叠”问题。所谓“地址重叠”，是指一个扩展芯片占有多个额定地址空间。一般情况下，无关位取“1”。确定了地址以后，就可以读入扩展输入口的内容。程序如下：MOVDPTR,#0FEFFH;确定扩展芯片地址MOVXA,

7、@DPTR;将扩展输入口内容读入累加器A当与74LS244相连的按键都没有按下时，输入全为1，若按下某键，则所在线输入为0。6.2.1单片机I/O口扩展输出控制信号由P2.0和相“或”后形成。当二者都为0后，74LS273的控制端有效，选通74LS273，P0上的数据锁存到74LS273的输出端，控制发光二极管LED，芯片地址与74LS244的选通地址相同（都是×××××××0××××××××B，通常取为FEFFH）。当某线输出为0时，相应的LED发光。虽然二个芯片的口地址都为FEFFH，但是由于分别

8、由RD和WR控制，两个信号不可能同时为0（执行输入指令例如MOVXA，@DPTR或MOVXA，@Ri时，有效；执行输出指令例如MOVX@DPTR，A或MOVX@Ri，A时，有效），所以逻辑上二者不会发生冲突。6.2.1单片机I/O口扩展例6-1：参照图6-3，编写程序实现把按钮开关状态通过发光二极管（LED）显示出来。分析：首先根据电路确定输入/输出扩展芯片的地址；读入输入口的数据并用此内容控制输出端口（注意要使用MOVX指令）。循环检测并输出。汇编语言