第9章擴(kuò)展輸入輸出

1、1第第9 9章章 AT89S51AT89S51單片機(jī)單片機(jī) 的的I/OI/O擴(kuò)展擴(kuò)展12 2 第第9章章 目錄目錄9.1 I/O接口擴(kuò)展概述接口擴(kuò)展概述 9.1.1 擴(kuò)展的I/O接口功能 9.1.2 I/O端口的編址 9.1.3 I/O數(shù)據(jù)的傳送方式 9.1.4 I/O接口電路9.2 AT89S51擴(kuò)展擴(kuò)展I/O接口芯片接口芯片82C55的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 9.2.1 82C55芯片簡(jiǎn)介 9.2.2 工作方式選擇控制字及端口PC置位/復(fù)位控制字 9.2.3 82C55的3種工作方式 9.2.4 AT89S51單片機(jī)與82C55的接口設(shè)計(jì)39.3 AT89S51擴(kuò)展擴(kuò)展I/O接口芯片接口芯片81C55

2、的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 9.3.1 81C55芯片介紹 9.3.2 81C55的工作方式 9.3.3 AT89S51單片機(jī)與81C55的接口設(shè)計(jì)及軟件編程9.4 利用利用74LSTTL電路擴(kuò)展并行電路擴(kuò)展并行I/O口口9.5 用用AT89S51單片機(jī)的串行口擴(kuò)展并行口單片機(jī)的串行口擴(kuò)展并行口 9.5.1 用74LS165擴(kuò)展并行輸入口 9.5.2 用74LS164擴(kuò)展并行輸出口9.6 用用I/O口控制的聲音報(bào)警接口口控制的聲音報(bào)警接口 9.6.1 蜂鳴音報(bào)警接口 9.6.2 音樂(lè)報(bào)警接口4內(nèi)容概要內(nèi)容概要AT89S51有4個(gè)I/O口P0P3，真正用作I/O口線的只有P1口口的8位I/O口線和P3P3口口

3、的某些位線。因此，大多需要大多需要外部I/O接口的擴(kuò)展。介紹AT89S51與兩種兩種常用的可編程I/O接口芯片82C55和81C55的擴(kuò)展接口設(shè)計(jì)。此外還介紹使用廉價(jià)的74LSTTL芯片芯片擴(kuò)展并行I/O接口以及用AT89S51串行口串行口來(lái)擴(kuò)展并行I/O接口的設(shè)計(jì)。最后介紹使用I/O口控制口控制的聲音聲音報(bào)警報(bào)警接口。59.1 I/O接口擴(kuò)展概述接口擴(kuò)展概述擴(kuò)展I/O接口與擴(kuò)展存儲(chǔ)器一樣，都屬于系統(tǒng)擴(kuò)展系統(tǒng)擴(kuò)展的內(nèi)容。擴(kuò)展的I/O接口應(yīng)該具有哪些功能？9.1.1 擴(kuò)展的擴(kuò)展的I/O接口功能接口功能擴(kuò)展的I/O接口電路主要應(yīng)滿足以下功能要求。1實(shí)現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配實(shí)現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配大

4、多數(shù)外設(shè)大多數(shù)外設(shè)的速度很慢速度很慢，無(wú)法和s量級(jí)的單片機(jī)速度量級(jí)的單片機(jī)速度相比。單片機(jī)在與外設(shè)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，只有在確認(rèn)外設(shè)已為數(shù)據(jù)傳送做好準(zhǔn)備做好準(zhǔn)備的前提下才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。外設(shè)是否準(zhǔn)備好，就需要I/O接口電路與外設(shè)之間傳送狀態(tài)傳送狀態(tài)信息信息，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外設(shè)之間的速度匹配。562輸出數(shù)據(jù)鎖存輸出數(shù)據(jù)鎖存與外設(shè)比，單片機(jī)的工作速度快，與外設(shè)比，單片機(jī)的工作速度快，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保留的時(shí)間十分短暫留的時(shí)間十分短暫，無(wú)法滿足慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)接收。所以，無(wú)法滿足慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)接收。所以在擴(kuò)展的在擴(kuò)展的I/O接口電路中接口電路中應(yīng)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器應(yīng)有輸出

5、數(shù)據(jù)鎖存器，以保證輸，以保證輸出數(shù)據(jù)能出數(shù)據(jù)能為慢速的接收設(shè)備為慢速的接收設(shè)備所接收。所接收。3輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線上可能上可能“掛掛”有多個(gè)數(shù)據(jù)源有多個(gè)數(shù)據(jù)源，為使傳送數(shù)據(jù)時(shí)，為使傳送數(shù)據(jù)時(shí)不發(fā)生沖突不發(fā)生沖突，只允許當(dāng)前時(shí)刻，只允許當(dāng)前時(shí)刻正在接收數(shù)據(jù)的正在接收數(shù)據(jù)的I/O接口使接口使用數(shù)據(jù)總線用數(shù)據(jù)總線，其余的其余的I/O接口接口應(yīng)處于隔離狀態(tài)應(yīng)處于隔離狀態(tài)，為此要求，為此要求I/O接口電路能為數(shù)據(jù)輸入提供三態(tài)緩沖功能。接口電路能為數(shù)據(jù)輸入提供三態(tài)緩沖功能。679.1.2 I/O端口的編址端口的編址介紹I/O端口編址端口編址之前，首先要弄清楚I/O接口接口和I

6、/O端端口口的概念。I/O接口接口是單片機(jī)與外設(shè)間的連接電路的總稱(chēng)。I/O端口端口（簡(jiǎn)稱(chēng)I/O口）是指I/O接口電路中具有單元地址的寄存器或緩沖器。一個(gè)I/O接口芯片可以有多個(gè)I/O端口，如數(shù)據(jù)口，命令口，狀態(tài)口數(shù)據(jù)口，命令口，狀態(tài)口。當(dāng)然，并不是所有的外設(shè)都一定需要3種端口齊全的I/O接口。每個(gè)I/O接口中的端口接口中的端口都要有地址都要有地址，以便AT89S51通過(guò)讀寫(xiě)端口來(lái)和外設(shè)交換信息和外設(shè)交換信息。常用的I/O端口編址端口編址有兩種方式，獨(dú)立編址方式獨(dú)立編址方式與統(tǒng)一編址方式統(tǒng)一編址方式。781獨(dú)立編址獨(dú)立編址I/O端口地址空間和存儲(chǔ)器地址空間分開(kāi)編址。優(yōu)點(diǎn)是I/O地址空間和存儲(chǔ)器地

7、址空間相互獨(dú)立，界限分明。但需要設(shè)置一套專(zhuān)門(mén)的讀寫(xiě)I/O端口的指令和控制信號(hào)。2統(tǒng)一編址把I/O端口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元同等對(duì)待。I/O端口和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM統(tǒng)一編址統(tǒng)一編址。因此外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間也包括I/O端口在內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是不需專(zhuān)門(mén)的I/O指令。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是需要把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是需要把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元地址與單元地址與I/O端口的地址劃分清楚端口的地址劃分清楚，避免數(shù)據(jù)沖突。899.1.3 I/O數(shù)據(jù)的傳送方式數(shù)據(jù)的傳送方式為了實(shí)現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配速度匹配，必須根據(jù)不同外設(shè)選擇恰當(dāng)?shù)腎/O數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式。I/O數(shù)據(jù)傳送方式有：同步傳送、異步傳送和中斷傳送。1同步傳送同步傳送同步傳送又

8、稱(chēng)無(wú)條件傳送。當(dāng)外設(shè)速度和單片機(jī)的速度相比擬時(shí)，常采用同步傳送方式，典型的同步傳送是單片單片機(jī)和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間機(jī)和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送。2查詢(xún)傳送查詢(xún)傳送又稱(chēng)有條件傳送（也稱(chēng)異步式傳送）。通過(guò)查詢(xún)外設(shè)“準(zhǔn)備好”后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。優(yōu)點(diǎn)是通用性好，硬件連線和查詢(xún)程序簡(jiǎn)單，但工作效率不高。9103中斷傳送中斷傳送為了提高提高單片機(jī)對(duì)外設(shè)的工作效率工作效率，通常采用中斷傳送方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)I/O數(shù)據(jù)的傳送。單片機(jī)只有在外設(shè)準(zhǔn)備好只有在外設(shè)準(zhǔn)備好后，才中斷主程序的執(zhí)行后，才中斷主程序的執(zhí)行，從而進(jìn)入與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送的中斷服務(wù)子程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。中斷服務(wù)完成后又返回主程序斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。

9、采用中斷方式可大大提高工作效率提高工作效率。9.1.4 I/O接口電路接口電路常用的外圍I/O接口芯片：（1）82C55：可編程通用并行接口（3個(gè)8位I/O口）。1011（2）81C55：可編程的IO/RAM擴(kuò)展接口電路（2個(gè)8位I/O口，1個(gè)6位I/O口，256RAM單元，1個(gè)14位的減法計(jì)數(shù)器）。都可以和AT89S51直接連接，接口邏輯簡(jiǎn)單。9.2 AT89S51擴(kuò)展擴(kuò)展I/O接口芯片接口芯片82C55的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)先介紹可編程并行I/O接口芯片82C55的應(yīng)用特性應(yīng)用特性，然后介紹AT89S51與82C55的接口電路接口電路以及軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)。9.2.1 82C55芯片簡(jiǎn)介芯片簡(jiǎn)介Int

10、el公司的可編程并行I/O接口芯片，3個(gè)個(gè)8位并行位并行I/O口，口，3種工作方式，種工作方式，單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。中間接口電路。引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖圖9-1和圖圖9-2所示所示。111212圖圖9-1 82C55的引腳圖的引腳圖 圖圖9-2 82C55的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)131引腳說(shuō)明引腳說(shuō)明共40個(gè)引腳個(gè)引腳，引腳功能如下引腳功能如下：D7D0：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)的P0口連接，用來(lái)與單片機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)信息。 ：片選信號(hào)線，低有效，表示本芯片被選中。 ：讀信號(hào)線，低有效，讀82C55端口數(shù)據(jù)的控制信號(hào)。 ：寫(xiě)信號(hào)線，低電平有效，用來(lái)向82C55寫(xiě)入端口數(shù)據(jù)的控制信號(hào)。V

11、CC：+5V電源。13CSRDWR14PA7PA0：端口A輸入/輸出線。PB7PB0：端口B輸入/輸出線。PC7PC0：端口C輸入/輸出線。A1、A0：地址線，用來(lái)選擇82C55內(nèi)部的4個(gè)端口。RESET：復(fù)位引腳，高電平有效。2內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖圖9-2所示所示，3個(gè)并行數(shù)據(jù)輸入個(gè)并行數(shù)據(jù)輸入/輸出端口輸出端口，兩種工作兩種工作方式方式的控制電路，一個(gè)讀/寫(xiě)控制邏輯電路和一個(gè)8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。各部件的功能如下：1415（1）端口）端口PA、PB、PC3個(gè)8位并行口PA、PB和PC，都可以選為輸入/輸出工作模式，功能和結(jié)構(gòu)上有差異。PA口：口：一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器輸出鎖存器和緩沖

12、器；一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存輸入鎖存器。PB口：口：一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器輸出鎖存器和緩沖器；一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器輸入緩沖器。PC口：口：一個(gè)8位的輸出鎖存器輸出鎖存器；一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖輸入緩沖器器。通常PA口、口、PB口口作為輸入/輸出口，PC口口既可作為輸入/輸出口，也可在軟件控制下，分為兩個(gè)4位的端口，作為端口PA、PB選通方式操作時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)。1516（2）A組和組和B組控制電路組控制電路是兩組根據(jù)AT89S51寫(xiě)入的“命令字命令字”控制82C55工作方式的控制電路。A組組控制PA口和PC口的上半部上半部（PC7PC4）；B組組控制PB口和PC口的下半部下半部（PC3PC

13、0），并可用“命令字”來(lái)對(duì)端口PC的每一位實(shí)現(xiàn)按位置“1”或清“0”。（3）數(shù)據(jù)總線緩沖器）數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)三態(tài)雙向8位緩沖器，作為82C55與系統(tǒng)總線之間的接口，用來(lái)傳送用來(lái)傳送數(shù)據(jù)、指令、控制命令以及外部狀態(tài)信息。1617（4）讀）讀/寫(xiě)控制邏輯電路寫(xiě)控制邏輯電路接收接收AT89S51單片機(jī)發(fā)來(lái)單片機(jī)發(fā)來(lái)的控制信號(hào)控制信號(hào) 、 、RESET、地址信號(hào)地址信號(hào)A1、A0等，然后根據(jù)控制信號(hào)的要求，端口數(shù)據(jù)被AT89S51單片機(jī)讀出，或者將AT89S51單片機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入端口。各端口工作狀態(tài)與控制信號(hào)的關(guān)系見(jiàn)表表9-1。17RDWR1818RDWRCS199.2.2 工作方

14、式選擇控制字及端口工作方式選擇控制字及端口PC置位置位/復(fù)位控制字復(fù)位控制字可向向82C55控制寄存器寫(xiě)入兩種控制寄存器寫(xiě)入兩種不同的控制字不同的控制字。1工作方式選擇控制字工作方式選擇控制字82C55有3種種基本工作方式：（1）方式）方式0基本輸入/輸出；（2）方式）方式1選通輸入/輸出；（3）方式）方式2雙向傳送（僅PA口有此工作方式）。3種工作方式方式控制字來(lái)決定。格式格式如圖圖9-3所示所示。最高位D7=1，為本方式控制字的標(biāo)志標(biāo)志，以便與另一控制字相區(qū)別（最高位D7 = 0）。192020圖圖9-3 82C55的方式控制字格式的方式控制字格式21PCPC口分兩部分口分兩部分，隨，隨P

15、APA口口稱(chēng)為稱(chēng)為A A組組，隨，隨PBPB口口稱(chēng)為稱(chēng)為B B組組。其中。其中PAPA口口可工作于方式可工作于方式0 0、1 1和和2 2，而，而PBPB口口只能工作在只能工作在方式方式0 0和和1 1?！纠?-19-1】AT89S51AT89S51向向82C5582C55的控制字寄存器寫(xiě)入的控制字寄存器寫(xiě)入工作工作方式控制字方式控制字9595H H，根據(jù)圖，根據(jù)圖9-39-3，將，將82C5582C55編程設(shè)置為：編程設(shè)置為：PAPA口口方式方式0 0輸入，輸入，PBPB口方式口方式1 1輸出，輸出，PCPC口的上半部分（口的上半部分（PC7PC7PC4PC4）輸出，輸出，PCPC口的下半

16、部分（口的下半部分（PC3PC3PC0PC0）輸入。）輸入。MOVMOVDPTRDPTR，# #H H；控制字寄存器端口地址；控制字寄存器端口地址；H H送送DPTR DPTR MOV MOV A A，#95H#95H； 方式控制字方式控制字95H95H送送A AMOVXMOVXDPTRDPTR，A A； 控制字控制字95H95H送控制字寄存器送控制字寄存器21222PC口按位置位口按位置位/復(fù)位控制字復(fù)位控制字為另一控制字。即PC口中任何一位，可用一個(gè)寫(xiě)入82C55控制口的置位置位/復(fù)位控制字復(fù)位控制字來(lái)對(duì)PC口按位置置“1”或清“0”。用于位控位控。格式如圖圖9-4所示所示?！纠?-2】

17、 AT89S51向82C55的控制字寄存器寫(xiě)入工作工作方式控制字方式控制字07H，則PC3置置1；08H寫(xiě)入控制口，則PC4清清0。程序段如下：MOVDPTR，#H； 控制寄存器端口地址；H送DPTR MOV A，#07H； 方式控制字07H送A2223圖圖9-4 PC口按位置位口按位置位/復(fù)位控制字格式復(fù)位控制字格式24MOVXDPTR，A； 控制字07H送控制寄存器，把PC3置1MOVDPTR，#H； 控制字寄存器端口地址送DPTR MOV A，#08H； 方式控制字08H送AMOVXDPTR，A； 08H送控制字寄存器，PC4清024259.2.3 82C55的的3種工作方式種工作方式1

18、方式方式0是基本輸入基本輸入/輸出方式輸出方式。T89S51可對(duì)82C55進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)的無(wú)條件傳送無(wú)條件傳送。例如，例如，AT89S51單片機(jī)從82C55的某一輸入口讀入一組開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從82C55輸出控制一組指示燈的亮、滅。并不并不需要任何條件，需要任何條件，外設(shè)I/O數(shù)據(jù)可在82C55的各端口得到鎖存和緩沖。因此，方式方式0稱(chēng)為基本輸入基本輸入/輸出方式輸出方式。方式0下，3個(gè)端口都可以由軟件設(shè)置為輸入或輸出，不需要應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)。方式0的基本功能基本功能如下：2526（1）具有兩個(gè)8位端口（PA、PB）和兩個(gè)4位端口（PC的上半部分和下半部分）。（2）任何端口都可以設(shè)定為輸入或輸出，各端口

19、的輸入、輸出共有16種組合。PA口、口、PB口和口和PC口口均可設(shè)定為均可設(shè)定為方式方式0，并可根據(jù)需要，向控制寄存器寫(xiě)入工作方式控制字，規(guī)定各端口為輸入或輸出方式。27【例例9-3】假設(shè)82C55的控制字寄存器控制字寄存器端口地址為端口地址為FF7FH，令PA口和口和PC口口的高高4位位為方式0輸出，PB口口和PC口口的低低4位位為方式0輸入，初始化程序：MOVDPTR，#0FF7FH； 端口地址#0FF7F送DPTR MOV A，#83H； 方式控制字83H送AMOVXDPTR，A； 控制字83H送控制字寄存器27282 2方式方式1 1是一種采用應(yīng)答聯(lián)絡(luò)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)的輸入的輸入/輸出工作方式

20、輸出工作方式。PA口、PB口皆可設(shè)成這種工作方式。在方式1下，82C55的PA口和口和PB口口通常用于I/O數(shù)據(jù)的傳送，PC口口用作PA口和PB口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)線應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)線，以實(shí)現(xiàn)采用中斷方式來(lái)傳送I/O數(shù)據(jù)。PC口的PC7PC0的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線是規(guī)定好的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線是規(guī)定好的，其各位分配如圖如圖9-5和圖圖9-7所示，圖中，標(biāo)有I/O的各位仍可用作基本輸入/輸出，不作應(yīng)答聯(lián)絡(luò)用。下介紹方式1輸入/輸出時(shí)的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)與工作原理工作原理。2829（1）方式）方式1輸入輸入方式1輸入應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)如圖圖9-5所示所示。其中 與IBF為一對(duì)一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)。各應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)的功能

21、功能如下。n ：是由輸入外設(shè)輸入外設(shè)發(fā)給82C55的選通輸入信號(hào)選通輸入信號(hào)，低有效。nIBF：輸入緩沖器滿，應(yīng)答信號(hào)。82C55通知外設(shè)已收到外設(shè)發(fā)來(lái)的且已進(jìn)入輸入緩沖器的數(shù)據(jù)，高有效。nINTR：由82C55向AT89S51單片機(jī)發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)，高有效。nINTEA：控制PA口是否允許中斷口是否允許中斷的控制信號(hào)，由PC4的置位/復(fù)位來(lái)控制。29STBSTB30nINTEB：控制PB口是否允許中斷的控制信號(hào)，由PC2的置位/復(fù)位來(lái)控制。方式1輸入如圖圖9-6所示所示。下面以PA口的方式1輸入為例，介紹方式方式1輸入的工作過(guò)程。輸入的工作過(guò)程。 當(dāng)外設(shè)向82C55輸入一個(gè)數(shù)據(jù)并送到PA7

22、PA0時(shí)，外設(shè)自動(dòng)在 上向82C55發(fā)送一個(gè)低電平選通信號(hào)。 82C55收到 后，先把PA7PA0輸入的數(shù)據(jù)存入存入PA口的輸入數(shù)據(jù)緩沖/鎖存器，然后使輸出應(yīng)答線IBF變?yōu)楦?，通知輸入外設(shè)，PA口已收到它送來(lái)的數(shù)據(jù)。 82C55檢測(cè)到 由低電平變?yōu)楦唠娖?、IBFA（PC5）為“1”狀態(tài)和中斷允許INTEA（PC4）=1時(shí)，使30STBSTBSTB31INTRA（PC3）變?yōu)楦唠娖剑┳優(yōu)楦唠娖?，向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求。INTEA的狀態(tài)可由用戶(hù)通過(guò)指令對(duì)PC4的單一置位/復(fù)位控制字來(lái)控制。 單片機(jī)響應(yīng)中斷后，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序進(jìn)入中斷服務(wù)子程序來(lái)讀取讀取PA口的外設(shè)發(fā)來(lái)的輸入數(shù)據(jù)口的外設(shè)發(fā)來(lái)的輸入數(shù)

23、據(jù)。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)被單片機(jī)讀走后，82C55撤銷(xiāo)撤銷(xiāo)INTRA上的中斷請(qǐng)求上的中斷請(qǐng)求，并使IBFA變低低，通知輸通知輸入外設(shè)入外設(shè)可傳送下一個(gè)輸入數(shù)據(jù)。313232圖圖9-5 方式方式1輸入應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)輸入應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)3333圖圖9-6 PA口方式口方式1輸入工作過(guò)程示意圖輸入工作過(guò)程示意圖34（2）方式）方式1輸出輸出方式1輸出時(shí)，應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)如圖圖9-7所示所示。 與與 構(gòu)成一對(duì)一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)功能如下。n ：端口輸出緩沖器滿信號(hào)，低有效，它是82C55發(fā)給外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，表示外設(shè)可以將數(shù)據(jù)取走。n ：外設(shè)應(yīng)答信號(hào)，低有效。表示外設(shè)已把82C55發(fā)出的數(shù)據(jù)取走。nI

24、NTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)，高有效。表示該數(shù)據(jù)已被外設(shè)取走，向單片機(jī)單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求，如果AT89S51響應(yīng)該中斷，在中斷服務(wù)子程序中向82C55寫(xiě)入要輸出的下一數(shù)據(jù)。34OBFACKOBFACK35nINTEA控制PA口是否允許中斷，由PC6控制。nINTEB控制PB口是否允許中斷，由PC2控制。方式1輸出工作示意如圖圖9-8所示所示。以PB口的方式口的方式1輸出輸出為例，介紹工作過(guò)程。 AT89S51可以通過(guò)“MOVX Ri，A”指令把輸出數(shù)據(jù)送到B口的輸出數(shù)據(jù)鎖存器，82C55收到后便令輸出緩沖器滿引腳 （PC1）變低，以通知輸出設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)已在PB口的PB7PB0上。 輸出外設(shè)收到 上低

25、電平后，先從PB7PB0上取走輸出數(shù)據(jù)，然后使 B 變低電平，以通知82C55輸出外設(shè)已收到82C55輸出的數(shù)據(jù)。35OBFACKOBF3636圖圖9-7 方式方式1輸出應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)輸出應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)37 圖圖9-8 PB口方式口方式1輸出工作過(guò)程示意圖輸出工作過(guò)程示意圖3738 82C55從應(yīng)答輸入線 B收到低電平后就對(duì) B 和中斷允許控制位INTEB狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，若皆為高電平，則INTRB變?yōu)楦唠娖阶優(yōu)楦唠娖蕉騿纹瑱C(jī)請(qǐng)求中斷。 AT89S51單片機(jī)響應(yīng)響應(yīng)INTRB上中斷請(qǐng)求后便可通過(guò)中斷服務(wù)程序把下一個(gè)輸出數(shù)據(jù)下一個(gè)輸出數(shù)據(jù)送到PB口的輸出數(shù)據(jù)鎖存器。重復(fù)上述過(guò)程，完成數(shù)據(jù)的輸出。3方式

26、方式2只有PA口才有方式2。圖圖9-9為工作示意圖。方式方式2是是方方式式1輸入輸入和和輸出輸出組合組合。PA7PA0為雙向I/O總線。當(dāng)作為輸入口使用，PA7PA0受STBA 和IBFA控制；當(dāng)作輸出輸出端口端口使用，PA7PA0受 A、 A 控制。38ACKOBFACKOBF3939圖圖9-9 PA口在方式口在方式2下的工作示意圖下的工作示意圖40方式方式2特別適用于像鍵盤(pán)、顯示器一類(lèi)的外部設(shè)備特別適用于像鍵盤(pán)、顯示器一類(lèi)的外部設(shè)備，因?yàn)橛袝r(shí)需要把鍵盤(pán)上輸入的編碼信號(hào)通過(guò)PA口送給單片機(jī)，有時(shí)又需把單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)通過(guò)PA口送給顯示器顯示。9.2.4 AT89S51單片機(jī)與單片機(jī)與82C5

27、5的接口設(shè)計(jì)的接口設(shè)計(jì)1硬件接口電路硬件接口電路如圖9-10為AT89S51擴(kuò)展一片82C55的電路。P0.1、P0.0經(jīng)經(jīng)74LS373與與82C55的的A1、A0連接連接；P0.7經(jīng)74LS373與片選端 相連，其它地址線懸空；82C55的控制線 、 直接與單片機(jī) 和和 端相連；單片機(jī)數(shù)據(jù)總線P0.0P0.7與82C55數(shù)據(jù)線D0D7連接。40CSRDWRRDWR412確定確定82C55端口地址端口地址圖圖9-10中中82C55只有只有3條線與條線與AT89S51地址線相接，片地址線相接，片選端選端 、端口地址選擇端、端口地址選擇端A1、A0，分別接于，分別接于P0.7、P0.1和和P0.

28、0，其他地址線全懸空。顯然只要保證，其他地址線全懸空。顯然只要保證P0.7為低為低電平時(shí)，電平時(shí)，即可選中即可選中82C55；若；若P0.1、P0.0再為再為“00”，則，則選中選中82C55的的PA口。同理口。同理P0.1、P0.0為為“01”、“10”、“11”分別選中分別選中PB口、口、PC口及控制口。口及控制口。若端口地址用若端口地址用16位表示，其他無(wú)用端全設(shè)為位表示，其他無(wú)用端全設(shè)為“1”（也（也可把無(wú)用端全設(shè)為可把無(wú)用端全設(shè)為“0”），則），則82C55的的A、B、C及控制及控制口口地址地址分別為分別為FF7CH、FF7DH、FF7EH、FF7FH。41CS4242圖圖9-10

29、AT89S51單片機(jī)擴(kuò)展一片單片機(jī)擴(kuò)展一片82C55的接口電路的接口電路43如果沒(méi)有用到的位取“0”，則4個(gè)端口地址分別為個(gè)端口地址分別為0000H、0001H、0002H、0003H，只要保證 、A1、A0的狀態(tài)，無(wú)用位設(shè)為“0”或“1”均可。3軟件編程軟件編程在實(shí)際設(shè)計(jì)中，須根據(jù)外設(shè)的類(lèi)型選擇82C55的操作方式，并在初始化程序中把相應(yīng)控制字寫(xiě)入控制口在初始化程序中把相應(yīng)控制字寫(xiě)入控制口。下面根據(jù)圖圖9-10，介紹對(duì)82C55進(jìn)行操作的編程?！纠?-4】要求82C55工作在方式0，且PA口作為輸入，PB口、PC口作為輸出，程序如下：MOVA，#90H ；控制字送A MOVDPTR，#0F

30、F7FH；控制寄存器地址FF7FHDPTR4344MOVXDPTR，A；方式控制字控制寄存器MOVDPTR，#0FF7CH；PA口地址FF7CHDPTRMOVXA，DPTR；從PA口讀入數(shù)據(jù)AMOVDPTR，#0FF7DH；PB口地址FF7DHDPTRMOVA，#data1；要輸出的數(shù)據(jù)#data1AMOVXDPTR，A；將#data1送PB口輸出MOVDPTR，#0FF7EH；PC口地址DPTRMOVA，# data 2；數(shù)據(jù)#data 2AMOVXDPTR，A；將數(shù)據(jù)#data 2送PC口輸出4445【例例9-5】對(duì)端口PC的置位/復(fù)位。1PC口1中的任1一位，均可用指令來(lái)置位或復(fù)位。例如

31、，如果想把PC口的PC5置“1”，相應(yīng)的控制字為00001011B = 0BH（關(guān)于82C55的PC口置位/復(fù)位的控制字說(shuō)明見(jiàn)圖9-4）。程序如下：MOVR1，7FH；控制口地址；控制口地址7FHR1MOV A，0BH ；控制字；控制字0BHAMOVX R1， A ；控制字；控制字7FH控制口，把控制口，把PC5置置14546如果想把PC口的PC5復(fù)位復(fù)位，相應(yīng)的控制字0AH，程序如下：MOV R1，7FH；控制口地址；控制口地址7FH R1MOV A，0AH；控制字；控制字0AHAMOVX R1，A；控制字；控制字7FH控制口，控制口， PC5清清082C55接口芯片在AT89S51單片機(jī)應(yīng)

32、用系統(tǒng)中廣泛用于與各種外部數(shù)字設(shè)備的連接，如打印機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器以及作為數(shù)字信息的輸入、輸出接口。46479.3 AT89S51擴(kuò)展擴(kuò)展I/O接口芯片接口芯片81C55的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)包含256B的RAM存儲(chǔ)器（靜態(tài)），RAM的存取時(shí)間為400ns，可編程的兩個(gè)兩個(gè)8位并行口位并行口PA和和PB，可編程的一個(gè)一個(gè)6位并行口位并行口PC，以及一個(gè)一個(gè)14位的減位的減1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器。PA口和口和PB口可工作于基本輸入口可工作于基本輸入/輸出方式輸出方式（同82C55的方式0）或選或選通輸入通輸入/輸出方式輸出方式（同82C55的方式1）。81C55可直接與AT89S51相連，不需增加任何硬件邏輯電路。

33、由于81C55片內(nèi)集成有I/O口、RAM和減1計(jì)數(shù)器，因而是被選用的I/O接口芯片之一。9.3.1 81C55芯片介紹芯片介紹介紹81C55芯片基本特性。4748181C55的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)如圖圖9-11。 圖圖9-11 81C55的邏輯結(jié)構(gòu)49281C55的引腳功能的引腳功能40引腳，采用雙列直插式封裝，如圖圖9-12所示所示。 圖圖9-12 81C55的引腳圖的引腳圖4950各引腳功能如下。（1）AD7AD0，為地址/數(shù)據(jù)線，與AT89S51單片機(jī)的P0口相連，用于分時(shí)傳送地址/數(shù)據(jù)信息。（2）I/O總線（總線（22條）。條）。PA7PA0為通用I/O線，數(shù)據(jù)傳送方向由寫(xiě)入81C55的

34、命令字決定（圖9-13）；PB7PB0為通用I/O線，用于傳送PB口上的外設(shè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向也由寫(xiě)入81C55的控制字決定。PC5PC0為數(shù)據(jù)/控制線，共有6條，在通用I/O方式下，用作傳送I/O數(shù)據(jù)；在選通I/O方式下，用作傳送命令/狀態(tài)信息（見(jiàn)表9-3）。 5051（3）控制引腳）控制引腳nRESET：復(fù)位輸入線，在RESET線上輸入一個(gè)大于600ns寬的正脈沖時(shí)，81C55即可處于復(fù)位狀態(tài)，PA、PB、PC三口也定義為輸入方式。n 、IO/ ： 為片選線，若 =0，則AT89S51單片機(jī)選中本81C55工作；否則，本81C55未被選中。IO/ 為I/O端口或RAM存儲(chǔ)器選擇線，若IO/

35、 =0，則AT89S51單片機(jī)選中81C55片內(nèi)的RAM存儲(chǔ)器；若IO/ =1，則AT89S51單片機(jī)選中81C55的某一I/O端口。n 和和 ：當(dāng) =0且 =1時(shí)，81C55被讀出數(shù)據(jù)狀態(tài)；當(dāng) =1且 = 0時(shí)，81C55被寫(xiě)入數(shù)據(jù)狀態(tài)。51CEMCECEMMRDWRRDWRRDWR52nALE：允許地址輸入線，高有效。若ALE=1，則81C55允許AT89S51通過(guò)AD7AD0線發(fā)出地址鎖存到81C55片內(nèi)“地址鎖存器”；否則，81C55地址鎖存器處于封鎖狀態(tài)。81C55的ALE常和AT89S51的ALE相連。nTIMERIN和和 ：TIMERIN是計(jì)數(shù)器脈沖輸入線，輸入的脈沖上跳沿用于對(duì)

36、81C55片內(nèi)的14位計(jì)數(shù)器減1。 為計(jì)數(shù)器輸出線計(jì)數(shù)器輸出線，當(dāng)14位計(jì)數(shù)器減為0時(shí)就可以在該引線上輸出脈沖或方波輸出脈沖或方波，輸出脈沖或方波與所選的計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。（4）電源線。VCC為+5V電源輸入線，VSS接地。52TIMEROUTTIMEROUT533CPU對(duì)對(duì)81C55 I/O端口的控制端口的控制 3個(gè)端口數(shù)據(jù)傳送方式是由控制字和狀態(tài)字來(lái)決定的。（1）81C55各端口地址分配各端口地址分配內(nèi)部有7個(gè)端口個(gè)端口，需要3位地址位地址A2A0上的不同組合代碼來(lái)加以區(qū)分。表表9-2為端口地址分配以及RAM單元的選擇。（2）81C55的控制字的控制字有一個(gè)控制寄存器和一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志寄存器

37、。工作方式由寫(xiě)入控制寄存器控制寄存器的的控制字控制字來(lái)確定來(lái)確定?？刂谱指袷饺鐖D9-13所所示示。控制寄存器只能寫(xiě)入不能讀出只能寫(xiě)入不能讀出。535455 圖圖9-13 81C55的控制字格式的控制字格式5556控制寄存器中的控制寄存器中的D3D0位位用來(lái)設(shè)置PA口、PB口和PC口的工作方式。D4、D5位位用來(lái)確定A口、B口以選通輸入/輸出方式工作時(shí)是否允許中斷請(qǐng)求。D6、D7位位用來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)器的操作。（3）81C55的狀態(tài)字的狀態(tài)字有一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志寄存器，用來(lái)存入PA口和PB口的狀態(tài)標(biāo)志。它的地址與控制寄存器地址相同地址與控制寄存器地址相同，只能對(duì)其讀出，不能寫(xiě)只能對(duì)其讀出，不能寫(xiě)入入。格式如

38、圖9-14所示所示。57下面僅對(duì)狀態(tài)字中的D6位位給出說(shuō)明。D6為計(jì)數(shù)器中斷狀態(tài)標(biāo)志位中斷狀態(tài)標(biāo)志位TIMER。若計(jì)數(shù)器正在計(jì)數(shù)或開(kāi)始計(jì)數(shù)前計(jì)數(shù)或開(kāi)始計(jì)數(shù)前，則D6=0；若計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度已計(jì)滿計(jì)數(shù)長(zhǎng)度已計(jì)滿，即計(jì)數(shù)器減為0，則D6=1，可作為計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求標(biāo)志。在硬件復(fù)位或?qū)λx出后又恢復(fù)為0。9.3.2 81C55的工作方式的工作方式下面介紹81C55的兩種工作方式兩種工作方式。5758 圖圖9-14 81C55狀態(tài)字格式狀態(tài)字格式58591存儲(chǔ)器方式存儲(chǔ)器方式存儲(chǔ)器方式用于對(duì)片內(nèi)256B RAM單元進(jìn)行讀/寫(xiě)，若IO/ =0且 =0，則AT89S51可通過(guò)AD7AD0上的地址選擇RAM存

39、儲(chǔ)器中任意單元讀/寫(xiě)。2I/O方式方式分基本基本I/O和選通選通I/O兩種方式，見(jiàn)表表9-3。在I/O方式下，81C55可選擇片內(nèi)任意端口寄存器讀/寫(xiě)，端口地址由A2、A1、A0三位決定（見(jiàn)表9-2）。（1）基本）基本I/O方式方式。本方式下，PA、PB、PC三口用作輸入/輸出，由圖9-13的命令字決定。其中，PA、PB兩口的輸入/輸出由D1、D0決定，PC口口各位由D3、D2狀態(tài)狀態(tài)決59MCE60定。例如，例如，若把02H的命令字送到81C55命令寄存器，則81C55的PA口和PC口各位設(shè)定為輸入方式，PB口設(shè)定為輸出方式。 （2）選通）選通I/O方式。方式。由命令字中D3、D2狀態(tài)設(shè)定，

40、PA口和PB口都可獨(dú)立工作于這種方式。此時(shí)，PA口和PB口用作數(shù)據(jù)口，PC口用作A口和B口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)控制。PC口各位應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線的定義是在設(shè)計(jì)81C55時(shí)規(guī)定的，其分配和命名見(jiàn)表表9-3。606161ASTBASTBBSTB 選通選通I/O方式又可分為方式又可分為選通選通I/O數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入和和選通選通I/O數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出兩兩種方式種方式。 選通選通I/O數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入 PA口和口和PB口口都可設(shè)定為本方式。若命令字中D0=0且D3、D2=10，則PA口設(shè)定為本工作方式；若命令字中D1= 0且62D3、D2=11，則PB口設(shè)定為本工作方式。本工作方式和82C55的選通I/O輸入情況類(lèi)似，如

41、圖圖9-15（a）所示。 選通選通I/O數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出PA口和口和PB口口都可設(shè)定為本方式。若命令字命令字D0=1且且D3、D2=10，則PA口設(shè)定為本工作方式；若命令字命令字D1=1且D3、D2=11，則PB口設(shè)定為本工作方式。選通I/O數(shù)據(jù)的輸出過(guò)程也和82C55的選通I/O輸出情況類(lèi)似，圖圖9-15（b）所示為選通I/O數(shù)據(jù)輸出的示意圖。6263 圖圖9-15 選通I/O方式示意圖63643內(nèi)部計(jì)數(shù)器內(nèi)部計(jì)數(shù)器/計(jì)數(shù)器及使用計(jì)數(shù)器及使用14位位的計(jì)數(shù)器/計(jì)數(shù)器，CPU可通過(guò)軟件軟件來(lái)選擇計(jì)數(shù)長(zhǎng)來(lái)選擇計(jì)數(shù)長(zhǎng)度和計(jì)數(shù)方式度和計(jì)數(shù)方式。計(jì)數(shù)長(zhǎng)度和計(jì)數(shù)方式由寫(xiě)入計(jì)數(shù)器的控制字來(lái)確定。計(jì)數(shù)器的格

42、式如圖圖9-16所示。 圖圖9-16 81C55計(jì)數(shù)器的格式計(jì)數(shù)器的格式其中，T13T0為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)位；M2、M1用來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)器的輸出方式。81C55計(jì)數(shù)器的4種工作方式種工作方式及對(duì)應(yīng)的 引腳輸出波形引腳輸出波形如圖圖9-17所示。646565圖圖9-17 81C55計(jì)數(shù)器工作方式及計(jì)數(shù)器工作方式及 引腳輸出波形引腳輸出波形66任何時(shí)候任何時(shí)候都可設(shè)置計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度長(zhǎng)度和工作方式，工作方式，將控制字寫(xiě)入控制寄存器。如果計(jì)數(shù)器正在計(jì)數(shù)如果計(jì)數(shù)器正在計(jì)數(shù)，只有在寫(xiě)入啟動(dòng)命寫(xiě)入啟動(dòng)命令令后，計(jì)數(shù)器才接收新計(jì)數(shù)長(zhǎng)度才接收新計(jì)數(shù)長(zhǎng)度并按新的工作方式計(jì)數(shù)。若寫(xiě)入計(jì)數(shù)器的初值為初值為奇數(shù)奇數(shù)， 引腳的方波輸

43、出方波輸出是不對(duì)不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)的。例如例如，初值為初值為9時(shí)，計(jì)數(shù)器的輸出，在5個(gè)計(jì)數(shù)脈沖周期內(nèi)為高電平高電平，4個(gè)計(jì)數(shù)脈沖周期內(nèi)為低電平，如圖圖9-18所示。 圖圖9-18 計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為奇數(shù)時(shí)的不對(duì)稱(chēng)方波輸出（長(zhǎng)度為計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為奇數(shù)時(shí)的不對(duì)稱(chēng)方波輸出（長(zhǎng)度為9）6667注意，注意，81C55的計(jì)數(shù)器初值不是從初值不是從0開(kāi)始開(kāi)始，從從2開(kāi)始開(kāi)始。這是因?yàn)?，如果選擇計(jì)數(shù)器的輸出為方波形式（無(wú)論是單方波還是連續(xù)方波），則規(guī)定是從啟動(dòng)計(jì)數(shù)開(kāi)始，前一半計(jì)數(shù)輸出為高電平，后一半計(jì)數(shù)輸出為低電平。顯然，如果顯然，如果計(jì)數(shù)初值是計(jì)數(shù)初值是0或或1，就無(wú)法產(chǎn)生這種方波，就無(wú)法產(chǎn)生這種方波。因此81C55計(jì)數(shù)器的寫(xiě)入初

44、值范圍是初值范圍是3FFFH2H。如果硬要將硬要將0或或1作為初值寫(xiě)入作為初值寫(xiě)入，其效果將與送入初值初值2的情況一樣。81C55復(fù)位后使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。9.3.3 AT89S51單片機(jī)與單片機(jī)與81C55的接口設(shè)計(jì)及軟件編程的接口設(shè)計(jì)及軟件編程1硬件接口電路硬件接口電路接口如圖圖9-19所示。直接連接不需外加器件。676868圖圖9-19 AT89S51單片機(jī)與單片機(jī)與81C55的接口電路的接口電路69在圖在圖9-19中，單片機(jī)P0口口輸出的低低8位地址不需要另外位地址不需要另外加鎖存器加鎖存器（81C55片內(nèi)集成有地址鎖存器），而直接與81C55的AD0AD7相連，既可作為低8位地址總線，

45、又可作為數(shù)據(jù)總線，地址鎖存控制直接用AT89S51發(fā)出的ALE信號(hào)。81C55的 端接P2.7，IO/ 端與P2.0相連。當(dāng)P2.7=0時(shí)，若P2.0=0，則訪問(wèn)81C55的RAM單元。由此可得到圖9-19中81C55的各端口以及RAM單元的地址編碼，見(jiàn)表表9-4。69MCE707071281C55的編程的編程根據(jù)圖9-19接口，介紹對(duì)81C55的具體操作。初始化程序設(shè)計(jì)初始化程序設(shè)計(jì)【例例9-6】若PA口定義為基本輸入方式，PB口定義為基本輸出方式，對(duì)輸入脈沖進(jìn)行24分頻（81C55計(jì)數(shù)器的最最高計(jì)數(shù)頻率高計(jì)數(shù)頻率為4MHz），則81C55的初始化程序初始化程序如下START：MOV DPT

46、R，7F04H；DPTR指針指向計(jì)數(shù)器低指針指向計(jì)數(shù)器低8位位MOV A，18H ；計(jì)數(shù)初值；計(jì)數(shù)初值24送送AMOVX DPTR，A；計(jì)數(shù)初值低；計(jì)數(shù)初值低8位裝入計(jì)數(shù)器位裝入計(jì)數(shù)器INC DPTR；指向計(jì)數(shù)器高；指向計(jì)數(shù)器高8位位7172MOV A，40H；計(jì)數(shù)器為連續(xù)方波輸出；計(jì)數(shù)器為連續(xù)方波輸出MOVX DPTR，A；計(jì)數(shù)初值高；計(jì)數(shù)初值高6位裝入計(jì)數(shù)器位裝入計(jì)數(shù)器MOV DPTR，7F00H；指向命令；指向命令/狀態(tài)口狀態(tài)口MOV A，#0C2H；設(shè)定命令控制字；設(shè)定命令控制字MOVX DPTR，A；A口基本輸入，口基本輸入，B口基本輸出，開(kāi)啟計(jì)數(shù)口基本輸出，開(kāi)啟計(jì)數(shù)【例例9-7】讀

47、81C55的7EF1H單元。程序如下：程序如下：MOVDPTR，#7EF1H；DPTR指針指向81C55的7EF1H單元MOVX A，DPTR；7EF1H單元內(nèi)容A7273【例例9-8】將立即數(shù)41H寫(xiě)入81C55 RAM的7E20H單元。程序如下：MOV A，#41H；立即數(shù)；立即數(shù)AMOV DPTR，#7E20H；DPTR指針指向指針指向81C55的的7E20H單元單元MOVX DPTR，A；立即數(shù)；立即數(shù)41H送送81C55 RAM的的7E20H單元單元81C55既有RAM又有I/O口，此外，還有計(jì)數(shù)器。在同時(shí)需要擴(kuò)展RAM 、I/O和計(jì)數(shù)器的系統(tǒng)中，選用81C55特別經(jīng)濟(jì)，是單片機(jī)系統(tǒng)

48、中常用的外圍接口芯片之一常用的外圍接口芯片之一。73749.4 利用利用74LSTTL電路擴(kuò)展并行電路擴(kuò)展并行I/O口口在單片機(jī)應(yīng)用中，有些場(chǎng)合有些場(chǎng)合需要降低成本、縮小體積，這時(shí)采用TTL電路、CMOS電路鎖存器或三態(tài)門(mén)電路也可構(gòu)成各種類(lèi)型的簡(jiǎn)單輸入/輸出口。如圖圖9-20所示為一個(gè)利用用74LS244和和74LS273芯片芯片，將將P0口擴(kuò)展成簡(jiǎn)單的輸入口擴(kuò)展成簡(jiǎn)單的輸入/輸出口的電路輸出口的電路。74LS244和74LS273的工作受AT89S51的P2.0、 、 3條條控制線控制。74LS244作為擴(kuò)展輸入口，8個(gè)輸個(gè)輸入端入端分別接8個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)。74LS273是8D鎖存器擴(kuò)展輸出擴(kuò)展

49、輸出口口，接8個(gè)個(gè)LED發(fā)光二極管發(fā)光二極管，以顯示以顯示8個(gè)按鈕個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)狀態(tài)。開(kāi)關(guān)狀態(tài)。74RDWR75圖圖9-20 74LSTTL I/O擴(kuò)展舉例擴(kuò)展舉例76當(dāng)某條輸入口線的按鈕開(kāi)關(guān)按下時(shí)，該輸入口線為低電為低電平平，讀入單片機(jī)后，其相應(yīng)位為“0”，然后再將口線的狀態(tài)經(jīng)74LS273輸出，某位低電平時(shí)二極管發(fā)光，從而顯示出按下的按鈕開(kāi)關(guān)的位置。該電路的工作原理電路的工作原理如下。當(dāng)P2.0=0， =0（ =1）時(shí)，選中74LS244芯片，此時(shí)若無(wú)按鈕開(kāi)關(guān)按下，輸入全為高電平。當(dāng)某開(kāi)關(guān)按下時(shí)則對(duì)應(yīng)位輸入為“0”，74LS244的輸入端不全為“1”，其輸入狀態(tài)通過(guò)P0口數(shù)據(jù)線被讀入AT89S

50、51片內(nèi)。76RDWR77當(dāng)P2.0 = 0， =1 （ = 0）時(shí)，選中74LS273芯片，CPU通過(guò)P0口輸出數(shù)據(jù)鎖存到74LS273，74LS273的輸出端低電平位對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光二極管點(diǎn)亮?？傊?，在圖9-20中只要保證P2.0為“0”，其他地址位或“0”或“1”即可。如地址用FEFFH（無(wú)效位全為“1”），或用0000H（無(wú)效位全為“0”）都可。77RDWR78輸入程序段：輸入程序段：MOV DPTR，#0FEFFH；I/O地址地址DPTRMOVX A，DPTR ； 為低，為低，74LS244數(shù)據(jù)被讀入數(shù)據(jù)被讀入A中中輸出程序段：輸出程序段：MOV A，#data；數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)#data

51、AMOV DPTR，#0FEFFH；I/O地址地址#0FEFFHDPTRMOVXDPTR，A； 為低，數(shù)據(jù)經(jīng)為低，數(shù)據(jù)經(jīng)74LS273口輸出口輸出78RDWR79【例例9-9】編寫(xiě)程序把按鈕開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)圖9-20的發(fā)光二極管顯示出來(lái)。程序如下：DDIS：MOV DPTR，#0FEFFH ；輸入口地址；輸入口地址DPTRLP：MOVX A，DPTR；按鈕開(kāi)關(guān)狀態(tài)讀入；按鈕開(kāi)關(guān)狀態(tài)讀入A中中 MOVX DPTR，A；A中數(shù)據(jù)送顯示輸出口中數(shù)據(jù)送顯示輸出口 SJMP LP ；反復(fù)連續(xù)執(zhí)行；反復(fù)連續(xù)執(zhí)行由程序可看出，對(duì)于擴(kuò)展接口的輸入/輸出就像從外部RAM讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)一樣方便。圖圖9-20僅僅擴(kuò)展了兩片

52、，如果僅僅擴(kuò)展了兩片，如果仍不夠用，還可擴(kuò)展多片仍不夠用，還可擴(kuò)展多片74LS244、74LS273之類(lèi)的芯片之類(lèi)的芯片。但作為輸入輸入口時(shí)，一定要求有三態(tài)功能要求有三態(tài)功能，否則將影響總線的正常工作。79809.5 用用AT89S51單片機(jī)的串行口擴(kuò)展并行口單片機(jī)的串行口擴(kuò)展并行口串口的方式方式0用于用于I/O擴(kuò)展擴(kuò)展。方式0為同步移位寄存器同步移位寄存器工作方式，波特率為fosc/12。數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)由RXD端（端（P3.0）輸入）輸入，同步移位時(shí)鐘由TXD端（端（P3.1）輸出。9.5.1 用用74LS165擴(kuò)展并行輸入口擴(kuò)展并行輸入口圖9-21串口擴(kuò)展兩個(gè)擴(kuò)展兩個(gè)8位并行輸入口。位并行輸入

53、口。74LS165是8位并行輸入串行輸出的寄存器。當(dāng)74LS165的S/ 端由高到低跳變，并行輸入端的數(shù)據(jù)被置入寄存器；當(dāng)S/ = 1，且時(shí)鐘禁止端（15腳）為低時(shí)，允許TXD（P3.1）移位時(shí)鐘輸入，在該脈沖作用下，數(shù)據(jù)由右向左方向移動(dòng)。80LL81TXD與所有74LS165的的CP相連相連；RXD與74LS165的串串行輸出端行輸出端QH相連；P1.0與 S/ 相連，控制74LS165的串行移位或并行輸入；15腳接地，允許時(shí)鐘輸入。當(dāng)擴(kuò)展多個(gè)8位輸入口時(shí)，相鄰兩芯片的首尾（QH與SIN）相連。 圖圖9-21 利用74LS165擴(kuò)展并行輸入口81L82【例例9-10】從16位擴(kuò)展口讀入5組數(shù)

54、據(jù)（每組2B），把它們轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM 20H開(kāi)始的單元。 MOVR7，#05H；設(shè)置讀入組數(shù)；設(shè)置讀入組數(shù) MOV R0，#20H；設(shè)置內(nèi)部；設(shè)置內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)區(qū)首址數(shù)據(jù)區(qū)首址START： CLR P1.0；并行置入數(shù)據(jù)，；并行置入數(shù)據(jù)，S/ =0 SETB P1.0；允許串行移位，；允許串行移位，S/ =1 MOV R2，#02H；設(shè)每組字節(jié)數(shù)，；設(shè)每組字節(jié)數(shù)， 即即74LS165的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)RXDATA：MOV SCON，#00010000H；設(shè)置串口方式；設(shè)置串口方式0，允許，允許；接收，啟動(dòng)接收過(guò)程；接收，啟動(dòng)接收過(guò)程8283WAIT：JNB RI，WAIT；未接收完一幀，循環(huán)等待；未接收完一幀，循環(huán)等待 CLR RI；RI標(biāo)志清標(biāo)志清“0”，準(zhǔn)備下次接，準(zhǔn)備下次接收收 MOV A，SBUF；讀入數(shù)據(jù)；讀入數(shù)據(jù) MOV R0，A；送至；送至RAM緩沖區(qū)緩沖區(qū) INC R0；指向下一個(gè)地址；指向下一個(gè)地址 DJNZ R2，RXDATA；未讀完一組數(shù)據(jù)，；未讀完一組數(shù)據(jù)， 繼續(xù)繼續(xù) DJNZ R7，START；5組數(shù)據(jù)未讀完重新并行置入組數(shù)據(jù)未讀完重新并行置入 ；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理8384串行接收過(guò)程采用查詢(xún)等待查詢(xún)等待的方式，如必要，可改中斷中斷方式方式。9.5.2 用