第九章1 IO口扩展及应用ppt课件.ppt

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1、7-1为何要扩展I/O7-2单片机并行接口7-3并行接口芯片82557-4多功能接口芯片8155第7章I/O扩展及应用7-58279专用接口芯片7-6键盘接口技术7-7显示器接口技术7-8打印机接口技术7-1为何要扩展I/O原因：1、单片机本身接口功能有限；2、控制应用中的复杂接口要求：速度差异大、设备种类繁多、数据信号形式多种多样。I/O设备必须通过I/O接口与计算机连接。I/O接口的功能：（返回）1、速度协调：锁存数据、传送联络信号。2、数据格式转换：并--串转换、A/D、D/A转换。3、电平转换：电平幅值或正/负逻辑转换。4、隔离：多个设备信号通过

2、接口三态门隔离干扰信号。5、输入三态缓冲：6、输出锁存驱动：驱动多个逻辑部件或大功率执行部件。微型机I/O接口I/O接口I/O设备I/O设备7-1-1I/O接口信号及编址技术一、CPU与I/O之间接口信号：每个I/O接口分配有对应的I/O地址。1、数据信息：微型机与外设交换的数据，经接口数据缓冲器传送。2、状态信息：反映外设工作状态的信号。3、控制信息：设定I/O电路工作方式的信号。数据总线传递三种信息，用不同I/O地址区别：输入/输出数据缓冲器共用一个I/O地址：数据端口。状态/控制寄存器共用一个I/O地址：控制/状态端口。DBABRDWRINT微型机

3、DIODAIOSRDIOCWRINTI/O接口DReadySTBI/O设备二、I/O编址方式：需要编址的子系统：存储器和接口电路。一、存储器地址方式：统一编址I/O接口共用存储器的地址空间，每个I/O端口视为一个存储单元。二、专用I/O地址方式：独立编址有专用I/O控制信号和I/O指令。I/O接口独立编址，不占用存储器的地址空间。如的Z80。MCS-51、96为存储器地址方式（统一编址）。MCS-51单片机有片内I/O接口和扩展I/O接口。片内I/O接口寄存器在SFR中，使用片内数据存储器空间，扩展I/O接口使用片外数据存储器地址空间：输出指令：输入指令

4、：片内寻址：MOVP1，AMOVA，P1片外寻址：MOVX@DPTR，AMOVXA，@DPTRMOVX@R0，AMOVXA，@R07-1-2I/O控制方式一、无条件传送（同步程序传送）方式：已知I/O设备准备就绪，可直接进行数据传送。适用：1、具有常驻的或变化缓慢的数据信号的设备。如：指示灯、数码管等；2、工作速度快，足以和单片机同步工作的设备。如：DAC等。二、查询方式：（有条件传送方式）先查询I/O设备当前状态，若准备就绪，则交换数据，否则循环查询状态。1.硬件查询电路：设置状态锁存和数据锁存电路。DBAB微型机AB数据端口状态端口外部设备I/O接口

5、D62.软件查询程序：INPUT：MOVDPTR，#SATUS；状态口地址WAIT：MOVXA，@DPTRJBACC.6，WAITMOVDPTR，#DATA；数据口地址MOVXA，@DPTR查询状态输入/输出数据准备就绪？YN查询方式只适用：单道作业、规模比较小的单片机系统。先输入状态，决定是否进行数据传送。三、中断方式（程序中断方式）：大多数时间计算机与外设并行工作，计算机不必因等待而浪费资源。当外设准备就绪，向CPU发出中断请求信号。CPU暂停当前程序，执行I/O操作。当I/O操作结束，CPU仍继续被中断的工作。四、直接存储器访问方式：(DMA—Di

6、rectMemoryAccess)用于计算机与高速外设进行大批量数据交换，由DMA控制器接管总线控制权，RAM与外设之间直接数据传输，不需CPU的介入。7-2单片机并行接口并行I/O接口：用于微型机与外部设备之间并行传送数据。7-2-1MCS-51的并行接口4个8位双向并行I/O接口：P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7。均为多功能I/O接口，CPU按当前操作自动进行功能切换。片内接口寄存器在SFR中的映象地址：1、I/O数据锁存器：P0、P1、P2、P3、SBUF。2、I/O控制/状态寄存器：IE、IP、TCO

7、N、TMOD、SCON、PCON。一、并行接口内部结构：输出锁存器、输出驱动器、输入缓冲器及多路功能切换电路。1）输出操作：输出数据经过内部总线暂存到输出锁存器中，经过输出驱动器送到I/O引脚上。输出锁存器的内容可读入修改。2）输入操作：I/O引脚输入数据经过输入缓冲器送到内部总线上。3.读-修改-写：修改输出锁存器的内容。锁存器中的数据通过上三态门进入内部总线，修改后再写入到锁存器中。读-修改-写指令：并行口为目的操作数的指令：如：ANLP1，A1.输出锁存：输出将使数据写入输出锁存器。输出指令：MOVP1，AMOVP1.0，C2.输入三态：输入从I/

8、O引脚上输入信号，读信号打开，引脚信号通过下三态门进入内部总线。为保证可靠输入，