第七章 單片機io擴展及應(yīng)用_第1頁
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文檔簡介

1、7 單片機I/0擴展及應(yīng)用單片機為什么需要I/O擴展7.17.1.1I/O口的直接使用1. 數(shù)據(jù)的無條件傳送2. 中斷方式的條件傳送7.1.2為什么要擴展I/O口1. 單片機本身接口功能有限1) 口電路只有數(shù)據(jù)所存和緩沖無控制功能。2) 口電路數(shù)量少。P0、P2數(shù)據(jù)地址線,P3控制信號。2. 單片機控制應(yīng)用中的復雜接口要求1) 速度差異大。2) 設(shè)備種類繁多。3) 數(shù)據(jù)信號形式多種多樣。7 單片機I/0擴展及應(yīng)用單片機為什么需要I/O擴展7.17.1.1I/O口的直接使用7.1.2為什么要擴展I/O口1. 單片機本身接口功能有限2. 單片機控制應(yīng)用中的復雜接口要求3. 擴展I/O接口電路的功能

2、1) 速度協(xié)調(diào)(異步)。2) 輸出數(shù)據(jù)所存。3) 輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖。4) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。7.1.3I/O擴展的相關(guān)技術(shù)1. 接口與端口(一個接口包含多個端口)。2. 數(shù)據(jù)總線隔離技術(shù)。3. 單片機I/O編址計數(shù)(獨立編址、統(tǒng)一編址)。7 單片機I/0擴展及應(yīng)用單片機為什么需要I/O擴展7.17.1.1I/O口的直接使用7.1.2為什么要擴展I/O口7.1.3 I/O擴展的相關(guān)技術(shù)7.1.4 單片機I/O控制方式1. 無條件傳送方式2. 查詢方式3. 中斷方式單片機簡單I/O擴展7.27.2.1簡單輸入口擴展使用74LS244(三態(tài)緩沖器)7.2.2簡單輸出口擴展使用74LS377(8D鎖存器)7

3、單片機I/0擴展及應(yīng)用單片機為什么需要I/O擴展7.1單片機簡單I/O擴展7.28255A可編程通用并行接口芯片7.3可編程I/O接口擴展概述7.3.1中小規(guī)模集成電路:74LS244、74LS377可編程接口芯片: 8255A(可編程通用并行接口)815582598279(帶RAM和定時器的可編程并行接口)(可編程中斷控制器)(可編程鍵盤/顯示器接口)6253(可編程通用定時器)8255A的邏輯結(jié)構(gòu)和信號引腳7.3.21.口電路1)3個8位并行I/O接口A口(數(shù)據(jù)口)、B口(數(shù)據(jù)口)和C口(數(shù)據(jù)口、控制口)。2)2組控制A組:PA和PC03、B組:PB和PC47 。8255A的邏輯結(jié)構(gòu)和信號

4、引腳7.3.21.口電路2.總線接口電路1)數(shù)據(jù)總線緩沖器:8位、三態(tài)2)讀、寫控制邏輯:片選信號(低電平有效)CSRD :讀信號(低電平有效)WR :寫信號(低電平有效)A1 、A0:端口選擇信號3)控制邏輯電路A1 、A0端口00A 口01B 口10C 口11控制寄存器8255A可編程通用并行接口芯片可編程I/O接口擴展概述8255A的邏輯結(jié)構(gòu)和信號引腳7.37.3.17.3.28255A的工作方式及數(shù)據(jù)I/O操作7.3.31.8255A的工作方式1) 方式0:基本輸入/輸出方式輸出鎖存,輸入三態(tài),不用聯(lián)絡(luò)信號。2) 方式1:選通輸入/輸出方式輸入/輸出均鎖存,C口用于傳送聯(lián)絡(luò)信號,讀C口

5、可了解外設(shè)當前狀態(tài)。輸入:C口位線STB:選通信號,輸入,低電平有效。:輸入緩沖器信號,輸出,高電平有效。IBFINTR :中斷請求信號,輸出,高電平有效。:IBFASTBAINTRASTBBIBFBINTRB8255A的工作方式及數(shù)據(jù)I/O操作7.3.31.8255A的工作方式1)方式0:基本輸入/輸出方式2)方式1:選通輸入/輸出方式輸入:C口位線輸出:C口位線:輸出緩沖器滿信號,輸出,低電平有效。OBFINTR :中斷請求信號,輸出,高電平有效。:應(yīng)答信號,輸出,低電平有效。ACK: OBFAACKAINTRAACKBOBFBINTRB:IBFASTBAINTRASTBBIBFBINTR

6、B8255A的工作方式及數(shù)據(jù)I/O操作7.3.31.8255A的工作方式1)方式0:基本輸入/輸出方式2)方式1:選通輸入/輸出方式3)方式2:雙向數(shù)據(jù)傳送方式僅A口、C口控制線輸入:C口位線輸出:C口位線: OBFAINTRA:ACKAIBFASTBAINTRA8255A可編程通用并行接口芯片可編程I/O接口擴展概述8255A的邏輯結(jié)構(gòu)和信號引腳8255A的工作方式及數(shù)據(jù)I/O操作7.37.3.17.3.27.3.38255A控制字及初始化編程7.3.41.8255A的控制字1)工作方式控制字:基本輸入/輸出方式工作方式標志。D7:D6、D5: A組方式選擇。00(方式0)、01(方式1)、

7、1X(方式2)口A方向。 1(輸入)、0(輸出)口C高四位方向。 1(輸入)、0(輸出)D4:D3:B組方式選擇。 1(方式1)、0(方式0) 口B方向。 1(輸入)、0(輸出)口C低四位方向。 1(輸入)、0(輸出)D2:D1:D0:8255A控制字及初始化編程7.3.41.8255A的控制字1)工作方式控制字:基本輸入/輸出方式2)C口位置位/復位控制字:基本輸入/輸出方式工作方式標志。D7:D3、D2 、D1口C位方式選擇。:口C所選位值。D0:8255A控制字及初始化編程7.3.41.8255A的控制字2.8255A的初始化編程例:PA口以方式0輸入,PB口以方式1輸出,PC口高位輸出

8、、PC口低位輸入??刂萍拇嫫鞯刂窞?03AH。MOVMOVMOVXR0,#3AHA,#10010101BR0,A;控制口地址;寫控制字;設(shè)工作方式例:8255的片選 CS 地址為7F00H-7F03H,PA口以方式0輸出單片機片內(nèi)RAM數(shù)據(jù),PB口工作于方式1輸入。MOVMOV MOVX MOV MOVMOVXDPTR,#7F03HA,#10000110B DPTR,A DPTR,#7F00HA,R0DPTR,A;控制口地址;寫控制字;設(shè)工作方式;PA數(shù)據(jù)口地址;取RAM的數(shù)據(jù);由PA口輸出例:8255的片選 CS 地址為7F00H-7F03H,PA口以方式0輸出單片機片內(nèi)RAM數(shù)據(jù),PB口工

9、作于方式1輸入。MOVMOV MOVX MOV MOVMOVXDPTR,#7F03HA,#10000110B DPTR,A DPTR,#7F00HA,R0DPTR,A;控制口地址;寫控制字;設(shè)工作方式;PA數(shù)據(jù)口地址;取RAM的數(shù)據(jù);由PA口輸出P0.7P0.1P0.08051P2.7P2.0D.7 PA.7D.0 PA.0 8255A A1 PB.7A0CSPB.07 單片機I/0擴展及應(yīng)用單片機為什么需要I/O擴展7.1單片機簡單I/O擴展7.28255A可編程通用并行接口芯片7.38155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯7.4片8155=8255A+RAM+定時器/計數(shù)器815

10、5基本結(jié)構(gòu)及工作方式7.4.18155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯7.4片7.4.18155基本結(jié)構(gòu)及工作方式1. 主要接口信號AD7-AD0 :地址數(shù)據(jù)復用線ALE :地址鎖存信號RD :讀選通信號WR :寫選通信號CE :片選信號IO / M :接口與存儲器選擇信號RESET :復位信號2. I/O口及其工作方式PA(8位)、PB(8位)口:數(shù)據(jù)輸入、輸出控制方式PC(6位)口:數(shù)據(jù)輸入(ALT1)、輸出(ALT2)、PA口控制端口方式(ALT3)、PA和PB口控制端口方式(ALT4)8155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8155基本結(jié)構(gòu)及工作方式7.4片7.4.

11、11.主要接口信號2.I/O口及其工作方式1) 無條件傳送:PA、PB、PC口數(shù)據(jù)輸入/輸出2) 中斷方式傳送:PA、PB口數(shù)據(jù)輸入/輸出PC口控制信號INTR:中斷請求信號。BF:緩沖器滿信號。STB:選通信號。8155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8155基本結(jié)構(gòu)及工作方式7.4片7.4.11.主要接口信號2.I/O口及其工作方式3.RAM單元及I/O口編址1) RAM單元:256單元。AD7-AD02) I/O口:6個單元。AD2-AD03)IO / M8155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯7.4片7.4.18155基本結(jié)構(gòu)及工作方式8155與MCS-51單片機的

12、連接7.4.28155與MCS-51的兼容信號1. 用或非門產(chǎn)生IO/M信號1) P0.7-P0.3=00000, 則IO/M=12) IO地址:00H-07H3) RAM地址:08H-FFH缺陷:系統(tǒng)中只能有8155,8155無片選。8155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8155基本結(jié)構(gòu)及工作方式7.4片7.4.18155與MCS-51單片機的連接7.4.21. 用或非門產(chǎn)生IO/M信號2. 以高位地址直接作為IO/M信號1) P2.0-IO/MP2.1-CE( 線 選 法 ) 2)RAM地址:0000H-00FFH3) IO地址:0100H-0105H8155帶RAM和定時器/

13、計數(shù)器的可編程并行接口芯8155基本結(jié)構(gòu)及工作方式7.4片7.4.18155與MCS-51單片機的連接7.4.28155的命令/狀態(tài)寄存器7.4.31.命令字:805181558155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8155基本結(jié)構(gòu)及工作方式7.4片7.4.18155與MCS-51單片機的連接7.4.28155的命令/狀態(tài)寄存器7.4.31.命令字:80512.狀態(tài)字:8051815581558155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8155基本結(jié)構(gòu)及工作方式8155與MCS-51單片機的連接7.4片7.4.17.4.28155的命令/狀態(tài)寄存器8155的定時器/計數(shù)器7.4

14、.37.4.41. 定時器/計數(shù)器的計數(shù)結(jié)構(gòu)輸出方式計數(shù)器高6位計數(shù)器低8位D7D6D5D4D3D2D1D0T7T6T5T4T3T2T1T0D7D6D5D4D3D2D1D0M2M1T13T12T11T10T9T88155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8155的定時器/計數(shù)器7.4片7.4.41. 定時器/計數(shù)器的計數(shù)結(jié)構(gòu)2. 定時器/計數(shù)器的使用1) 采用減法計數(shù)方式(MCS-51采用加法計數(shù)) 初值直接確定2) 固定計數(shù)方式(MCS-51有三種計數(shù)方式)3) 由外部提供計數(shù)脈沖(MCS-51由內(nèi)部或外部提供)4) 計數(shù)溢出方式M2M100單個方波01連續(xù)方波10單個脈沖11連續(xù)脈

15、沖8155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并4.58155初始化行M2M1接口芯7.48155定時器/計數(shù)器對計數(shù)脈沖進行千分頻,即計數(shù)到1000后, TIMER OUT端重新置數(shù)產(chǎn)生連續(xù)方波。PA口為輸入方式,PB口為輸出方式,PC口為輸入方式,禁止中斷。片7.D7D6D5D4D3D2D1D0T7T6T5T4T3T2T1T0D7D6D5D4D3D2D1D001T13T12T11T10T9T87 單片機I/0擴展及應(yīng)用單片機為什么需要I/O擴展7.1單片機簡單I/O擴展7.28255A可編程通用并行接口芯片7.38155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8279可編程鍵盤/顯示器接口芯

16、片7.47片.57.6MCS-51單片機鍵盤接術(shù)7.6.1 單片機鍵盤和鍵盤概述獨立式鍵盤矩陣式鍵盤鍵盤接口的功能:1)鍵盤掃描(判斷是否有鍵按下)2) 鍵識別(確定按鍵的行列位)3) 產(chǎn)生閉合鍵的鍵碼4) 排除多鍵、串鍵(復按)及去抖動術(shù)功能的實現(xiàn)按下)MCS-51單片機鍵盤接7.67.6.1 單片機鍵盤和鍵盤概述7.6.2 單片機鍵盤接口和鍵1. 鍵盤接口處理的內(nèi)容1)鍵盤掃描(判斷是否有鍵7.6.2 單片機鍵盤接口和鍵功能的實現(xiàn)1. 鍵盤接口處理的內(nèi)容1)鍵盤掃描(判斷是否有鍵按下)2)去抖動硬件法(觸發(fā)器等) 軟件法(延時20-30ms)3)鍵碼計算鍵碼=行首號+列號00H08H10H

17、18H.1FH1EH1AH19H18H17H16H12H11H10H0FH0EH0AH09H08H07H06H02H01H00H7.6.2 單片機鍵盤接口和鍵功能的實現(xiàn)1. 鍵盤接口處理的內(nèi)容1)鍵盤掃描(判斷是否有鍵按下)2)去抖動3)鍵碼計算4) 等待鍵釋放加延時5) 鍵盤接口小結(jié)軟硬件結(jié)合: 1)2)3)4)附加功能:屏蔽功能:對一個鍵處理時屏蔽其它鍵等待功能:對一個鍵無論按多長時間僅處理一次7.6.2 單片機鍵盤接口和鍵功能的實現(xiàn)1. 鍵盤接口處理的內(nèi)容2. 鍵盤接口的控制方式隨機方式中斷方式定時方式3. 鍵處理子程序有鍵按下處理軟件(子程序)MCS-51單片機鍵盤接術(shù)7.67.6.1

18、 單片機鍵盤和鍵盤概述7.6.2 單片機鍵盤接口和鍵功能的實現(xiàn)7.6.3 使用8155作單片機鍵盤接口1. 接口電路邏輯圖A為輸出,地址:0101H; C為輸入,地址: 0103H2. 判定有無閉合鍵的子程序7.6.3 使用8155作單片機鍵盤接口1. 接口電路邏輯圖2. 判定有無閉合鍵的子程序3. 鍵盤掃描程序延時程序判斷有鍵按下判斷何鍵按下7.6.3 使用8155作單片機鍵盤接口1. 接口電路邏輯圖2. 判定有無閉合鍵的子程序3. 鍵盤掃描程序判斷何鍵按下鍵碼計算去抖動掃描下一列7 單片機I/0擴展及應(yīng)用單片機為什么需要I/O擴展7.1單片機簡單I/O擴展8255A可編程通用并行接口芯片8155帶RAM和定時器/計數(shù)器的可編程并行接口芯8279可編程鍵盤/顯示器接口芯片7.27.37.47片.57.67.7MCS-51單片機鍵盤接MCS-51單片機顯示器接術(shù)術(shù)MCS-51單片機顯示器接術(shù)7.7LED

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