单片机技术应用 教学课件 作者 朱运利 主编 第六章.ppt

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1、单片机技术应用第6章MCS-51单片机接口技术第6章MCS-51单片机接口技术6.1MCS-51单片机最小系统和应用系统扩展6.1.1MCS-51单片机最小系统6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展6.2可编程并行输入/输出接口6.2.1用缓冲器或锁存器扩展I/O接口6.2.28255A可编程接口芯片6.2.38155可编程接口芯片6.3键盘及接口电路6.3.1键盘的结构及工作原理6.3.2键盘的接口及程序设计第6章MCS-51单片机接口技术6.4显示及接口电路6.4.1LED显示器简介6.4.2LED显示器接口6.5A/D转换接口6.5.1A/D转换的基本知识6.5.2常用的A/

2、D转换器及其与MCS-51单片机的接口6.6D/A转换接口6.6.1D/A转换的基本知识6.6.2常用的D/A转换器及其与MCS-51单片机的接口6.1MCS-51单片机最小系统和应用系统扩展6.1.1MCS-51单片机最小系统单片机最小系统是在尽可能少的外部电路条件下，形成的一个可以独立工作的单片机系统。由于8051和8751单片机片内有4KB的程序存储器，所以只要接上晶体振荡器和复位电路就可以构成最小系统，如图6-1所示。6.1.1MCS-51单片机最小系统图6-1MCS-51单片机的最小系统6.1.1MCS-51单片机最小系统8031单片机则需要外接程序存储器后才能构成单片机的

3、最小系统。6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展1.单片机的总线结构微型计算机大多数CPU外部独立设置地址总线、数据总线和控制总线，而MCS-51系列单片机由于受管脚的限制，外部没有独立设置总线，为了实现单片机与各种外部设备连接，MCS-51单片机利用外部I/O端口实现总线构成。总线结构如下：（1）数据总线由P0端口提供8位双向数据线。6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展（2）地址总线由P2端口提供高8位地址线，P0端口提供低8位地址线。由于P0端口是地址和数据分时复用的口线，需外加地址锁存器锁存低8位地址信息，一般用单片机的ALE正脉冲信号下降沿控制地址锁存器工作。（3）控制

4、总线系统常用的控制信号是地址锁存信号ALE，片外程序存储器读选通信号PSEN，访问外部程序存储器的控制信号EA，复位信号RESET，第二功能状态下P3口的某些控制如RD和WR等。MCS-51单片机扩展成三总线的结构如图6-2所示。6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展图6-2MCS-51单片机扩展的三总线构成示意图6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展单片机系统扩展主要包括程序存储器扩展、数据存储器扩展、输入/输出接口扩展、键盘及显示器的扩展、模/数和数/模转换器扩展、中断系统扩展和定时器/计数器扩展等。本教材主要介绍输入/输出接口扩展、键盘及显示器扩展、模/数和数/模转换器扩展

5、，其它扩展类型可参考有关资料，教材中不在赘述。2.系统扩展常用的地址锁存器由于MCS-51单片机P0端口是地址和数据分时复用的口线，所以进行系统扩展时必须利用地址锁存器将地址信号从P0端口中分离出来。常用的地址锁存芯片有两类，一类是8D触发器如74LS273和74LS377等，另一类是8D锁存器如74LS373和8282等，其引脚分配如图6-3所示。6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展图6-3常用的地址锁存器引脚分配图6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展各芯片真值表见表6-1。6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展3.系统的扩展能力MCS-51单片机P0端口的负载能力为8个

6、LS型TTL电路，当外接芯片超过8片时，应该增加总线驱动器，如三态单向驱动器74LS244和三态双向驱动器74LS245等。P2端口的负载能力为4个LS型TTL电路，可增加单向总线驱动器如74LS244等。常用总线驱动器的外部引脚如图6-4所示。6.1.2MCS-51单片机应用系统扩展图6-4常用总线驱动器的外部引脚图6.2可编程并行输入/输出接口MCS-51单片机的4个并行端口中，只有P1端口具有单一的输入/输出功能，P0端口和P2端口在外部扩展时需提供地址总线和数据总线复用功能，P3端口也常使用第二功能，所以在MCS-51应用系统中经常遇到I/O接口扩展问题。扩展I/O端口的方法

7、主要有两种，一种用数据缓冲器或数据锁存器构成简单的并行I/O接口，另一种利用专用芯片如8255或8155扩展I/O接口。6.2.1用缓冲器或锁存器扩展I/O接口在单片机应用系统中，常采用TTL电路或CMOS电路构成的缓冲器或锁存器扩展各种I/O接口（以TTL电路为例），单片机将外部扩展的I/O接口和片外数据存储器统一编址，每个扩展的I/O接口均相当于一个扩展的外部数据存储器单元，对扩展的I/O接口读/写采用MOVX指令，并用RD和WR做为输入/输出控制。1