第一章概述第七章输入和输出ppt课件.ppt

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1、第七章输入和输出7.1并行I/O口的概念7.2MCS-51内部并行I/O口7.3MCS-51并行口的扩展7.1并行I/O口的概念输入/输出(I/O)：计算机与外部设备(键盘、显示器、指示灯、打印机等)进行信息交换的过程。I/O接口电路：CPU与外部设备连接而专门设计的逻辑电路。I/O接口为什么要采用I/O接口？？？CPU和外设间数据传送有如下特点：1）外设种类繁多。机械式、机电式、电子式…2）外部设备工作速度差异很大。慢速设备：开关、键盘等；中速：打印机；高速：磁盘等。CPU无法按固定时序协调各方的工作。3）外设数据信号多样化。电压

2、信号、电流信号、数字量、模拟量等。1、I/O接口的主要功能1)地址译码能根据CPU给出的地址找到指定的外设。2)数据缓冲和锁存实现CPU与外设的速度匹配。3)信息变换CPU与外设的信息转换如：模拟数字，串行并行…4)通信联络将外设的状态信息如：忙、闲、就绪、满、空等状态提供给CPU，以便CPU对外设产生同步控制命令。（1）CPU与I/O口的连接：通过系统总线连接的。①数据总线：CPU与外设间的数据传送的双向总线。②地址总线：传送CPU发出的地址信息的单向总线。③控制总线：传送CPU发出的控制信息或外设发回的状态信息的双向总线。2

3、、CPU与外设的连接（2）I/O口与外设的连接：I/O口通过数据线、状态线和控制线直接与外部设备相连接。连接框图I/O端口（port）：简称I/O口，指具有端口地址的寄存器或缓冲器。I/O接口（Interface）：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）控制口（3）状态口I/O端口编址是给所有I/O接口中的寄存器编址。3、I/O端口的编址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

4、号。（2）统一编址I/O寄存器与数据存储器单元同等对待，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，每一端口都相当于一个RAM单元。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。输出指令输入指令片外寻址：MOVX@DPTR，AMOVXA，@DPTRMOVX@R0，AMOVXA，@R0输出指令输入指令片内寻址：MOVPx，AMOVA，Px（常用）MOVPx，

5、RnMOVRn，PxMOVPx，@RiMOV@Ri，PxMOVPx，directMOVdirect，Px其他：与、或、加1、减1等4、I/O数据的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：（1）程序传送（2）中断传送（3）直接存储器存取（DMA）传送CPU与外设间的数据传送在程序控制下进行的一种方式，分为无条件传送和条件传送。（1）程序传送①无条件传送方式认为外设时刻都处于“待命”状态，随时可以传送数据，适用于简单的I/O设备，如发光二极管、数码显示器

6、等。②条件传送（查询传送）传送前，CPU读取外设的状态，确认已为输入输出做好准备，再进行数据传送。查询方式流程图（2）中断传送CPU不对外设进行查询，当外设需要进行数据传送且已准备就绪时才告知CPU。这时CPU接到请求后，中断原有的程序，转去与外设传送数据。数据传送完毕后，CPU再回到原有的程序执行。优点：可以避免查询等待时间，提高CPU的利用率，应用价值极高。（3）直接存储器存取方式（DMA）(DMA—DirectMemoryAccess)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。适用于高速外设

7、大批量数据传送。第七章输入和输出7.1并行I/O口的概念7.2MCS-51内部并行I/O口7.3MCS-51并行口的扩展7.2MCS-51内部并行I/O口51单片机内部有4个8位并行I/O接口。片外无存储器扩展时，都可做通用I/O口。片外有存储器扩展时，P0口：分时提供低8位地址线和双向数据总线。P1口：通用I/O口。P2口：提供高8位地址线。P3口：双功能口，第一功能做通用I/O口，多用于第二功能。由锁存器、三态缓冲器和驱动器组成。既可以作I/O用，也可以作为地址/数据线用。1、P0口的结构P0口某位结构DQCLKQMUXP0.n

8、读锁存器内部总线写锁存器读引脚地址/数据控制VCCT1T2P0口引脚（1）P0口作为I/O口①输出时CPU发出控制电平“0”封锁“与”门，T1截止，MUX把锁存器与T2接通。“写”信号有效，内部总线→P0口DQCLKQMUXP0.n读