单片机课件第四章-MCS-51系列单片机的扩展.ppt

1、1第四章第四章MCS-51MCS-51系列单片机的扩展系列单片机的扩展2程序存储器ROM的扩展数据存储器RAM的扩展并行I/O口的扩展 本章内容本章内容3问题的提出在单片机应用在单片机应用系统的设计中系统的设计中,往往出现往往出现RAM,RAM,ROMROM或者或者I/OI/O口口不够的情况，不够的情况，怎么办？怎么办？ROMROM的扩展的扩展 RAMRAM的扩展的扩展并行并行I/OI/O口的扩展口的扩展4MCS-51可扩展片外数据存储器、程序存储器各可扩展片外数据存储器、程序存储器各64KB。主要通过主要通过P0和和P2口进行扩展：口进行扩展：P0口：外部存储器的低口：外部存储器的低8位地址

2、位地址/数据复用总线；数据复用总线；P2口：外部存储器的高口：外部存储器的高8位地址总线。位地址总线。4-1 最小系统与程序存储器的扩展最小系统与程序存储器的扩展扩展总线的产生扩展总线的产生图图 4-1 MCS-51系列单片机进行系统扩展时的三总线结构系列单片机进行系统扩展时的三总线结构 P2 P0 8031 ALE PSEN RD WR INT0 INT1 EA RST地址锁存器地址锁存器A8 A15A0 A7D0 D7地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线常用单向总线驱常用单向总线驱动器动器 74LS244、74LS240、74LS241；常用双向总线驱常用双向总线驱动器动器 7

3、4LS245。图图 4-2 常用总线驱动器引脚图常用总线驱动器引脚图1 2074LS245.10 11 DIR A0 .A7GNDVCCGB0.B71 2074LS244.10 11 1G 1A1 2Y4 1A2 2Y3 1A3 2Y2 1A4 2Y1GNDVCC2G1Y12A41Y22A31Y32A21Y42A1图图 4-3 总线驱动器的具体连接总线驱动器的具体连接2 20 1874LS245.9 11DIR G GNDP0.0 .P0.7A/D0 .A/D7 PSENRDVCC +5V119102 20 184 166 148 1211 913 715 517 31G2G GNDVCC +

4、5V11910P2.0 .P2.7A8 .A1574LS244总线驱动器总线驱动器一、一、8031最小系统最小系统（图（图 4-4）VCC VSSXTAL1 P1.0 .XTAL2 .P1.7RESET/CPD P2.0EA/VDD .8031 .P3.0(RXD).P3.1(TXD)P2.7P3.2(INT0)P3.3(INT1)P0.0P3.4(T0).P3.5(T1).P3.6(WR).P3.7(RD)P0.7ALE/PROG PSEN VCC1D 1Q 74LS373 .8D 8QG OE GNDVPP VCC CE GNDA7 .2716 .A8 .A9A0 A10O0 .O7 OE

5、I/OI/O+5V+5V+5V+5V1、最小系统工作时序（图最小系统工作时序（图4-5）S1 S2 S3 S4 S5 S6S1 S2 S3 S4 S5 S6指令指令输入输入PCL输出输出PCL输出有效输出有效指令指令输入输入PCL输出输出PCL输出有效输出有效指令指令输入输入PCL输出输出PCL输出有效输出有效指令指令输入输入PCL输出输出PCL输出有效输出有效指令指令输入输入PCL输出输出PCL输出有效输出有效PCH输出输出PCH输出输出PCH输出输出PCH输出输出PCH输出输出PCH输出输出一个机器周期一个机器周期一个机器周期一个机器周期ALEPSENP2P0注意：上述时序是在取指令过程中

6、自动产生注意：上述时序是在取指令过程中自动产生 92、EPROM芯片芯片EPROM：紫外线可擦除（紫外线照射：紫外线可擦除（紫外线照射1520min）、）、电可编程的半导体只读存储器，掉电后信息不丢失。电可编程的半导体只读存储器，掉电后信息不丢失。型号型号27322764271282725627512容量容量(KB)48163264引脚数引脚数2428282828读出时间读出时间(ns)200200200200170最大工作电流最大工作电流(mA)10075100100125最大维持电流最大维持电流(mA)353540404010EPROM电路引脚符号意义（电路引脚符号意义（P138 图图4-

7、6）A0Ai地址输入线，地址输入线，i=1015O0O7(D0D7)三态数据线。读或编程校验：数据输出线；三态数据线。读或编程校验：数据输出线；编程：数据输入线；维持或编程禁止：高阻态编程：数据输入线；维持或编程禁止：高阻态CE片选信号输入端，片选信号输入端，“0”有效有效PGM编程脉冲输入线编程脉冲输入线OE读选通信号输入线，读选通信号输入线，“0”有效有效VPP编程电源输入线编程电源输入线VCC主电源输入线，一般为主电源输入线，一般为+5VGND线路地线路地11 EPROM的操作方式的操作方式编程方式：编程方式：把程序代码固化到把程序代码固化到EPROM中；中；编程校验方式：编程校验方式：

8、读出读出EPROM中的内容，检验编程操作中的内容，检验编程操作的正确性；的正确性；读出方式：读出方式：CPU从从EPROM中读取指令或常数；中读取指令或常数；维持方式：维持方式：数据端呈高阻抗；数据端呈高阻抗；编程禁止方式：编程禁止方式：适用于多片适用于多片EPROM并行编程。并行编程。122764A和和27128A的操作方式的操作方式CEOEPGMVPPVCCD0D7读读VILVILVIHVCC5V数据输出数据输出禁止输出禁止输出VILVIHVIHVCC5V高阻高阻维持维持VIH任意任意任意任意VCC5V高阻高阻编程编程VILVIHVIL*数据输入数据输入编程校验编程校验VILVILVIH*

9、数据输出数据输出编程禁止编程禁止 VIH任意任意任意任意*高阻高阻VIL：TTL低电平。低电平。VIH：TTL高电平。高电平。*：VPP的大小与型号、编程方式有关。的大小与型号、编程方式有关。*：VCC的大小与型号、编程方式有关。的大小与型号、编程方式有关。1 2074LS373.10 11 OE 1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4QGNDVCC8Q8D7D7Q6Q6D5D5QCLK CLR 1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4QGND1 2074LS273.10 11VCC8Q8D7D7Q6Q6D5D5QCLK1 20 8282.10 11 D0 .D7 OEGNDVCCO

10、0.O7STB图图 4-8 常用地址锁存器芯片引脚图常用地址锁存器芯片引脚图3、常用地址锁存器芯片及其连接、常用地址锁存器芯片及其连接图图 4-9 常用地址锁存器芯片连接方法示意图常用地址锁存器芯片连接方法示意图3 11 24 G 57 68 913 1214 1517 OE 1618 1 19P0.7 .P0.0A7 .A0ALE74LS3733 11 24 CLK 57 68 913 1214 1517 CLR 1618 1 19P0.7 .P0.0A7 .A0ALE74LS273 A7 .A01 11 192 STB 183 174 165 156 147 OE 138 9 12P0.7

11、 .P0.0ALE8282cc二、用二、用EPROM的程序存储器扩展的程序存储器扩展程序存储器扩展的基本原理程序存储器扩展的基本原理/EA：程序存储器选择信号输入线：程序存储器选择信号输入线“0”只选用外部程序存储器，只选用外部程序存储器，“1”0000H0FFFH内部；内部；0FFFH以上外部以上外部8031、8032的的/EA必须接地！必须接地！/PSEN 外部程序存储器读选通信号输出线。外部程序存储器读选通信号输出线。从外部从外部ROM取指或常数时，每机器周期取指或常数时，每机器周期2次有效，次有效，访问外部访问外部RAM时无此信号。时无此信号。151、用单片、用单片EPROM的扩展电路

12、（的扩展电路（P 141 图图4-10）8051 27128(16K，14位地址线位地址线)地址：地址：XX000000 00000000 XX111111 11111111 0000H 3FFFH（片内（片内：0000H 0FFFH）控制：控制：EA接接+5VCE接地（只扩一片）接地（只扩一片）PSENOE地址：地址：P2.5P2.0A13A8P0.7P0.0 373A7A0数据：数据：P0.7P0.0O7O02、用多片、用多片EPROM的扩展电路的扩展电路 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4P0.02764(1)X X 0 0.01.1 0000H1FFFH C000HDFFFH276

13、4(2)X X 1 0.01.1 2000H3FFFH E000HFFFFH2片片2764（8K8，13位地址线）位地址线）P2.5/CE图图 4-11 用两片用两片2764的扩展电路的扩展电路 P2.5 P2.0P2.4 ALE 8031 P0口口EA PSEN G74LS373OEA0A7 A8A12 CE 2764(1)D0D7 OEA0A7 A8A12 CE 2764(2)D0D7 OE 3、扩展多片芯片时的片选方法：、扩展多片芯片时的片选方法：线选法：连线简单，占口线多；线选法：连线简单，占口线多；单根高位地址线或控制线直接加到存储器的片选端。单根高位地址线或控制线直接加到存储器的片

14、选端。P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P2.0P2.3 ALE 8031 P0口口EA PSEN G74LS373OE A0A7 CE 2732(1)O0O7 OE A0A7 CE 2732(2)O0O7 OE A0A7 CE 2732(3)O0O7 OE A0A7 CE 2732(4)O0O7 OEA8A11图图 4-12 用用 4 片片 2732 EPROM、按线选法片选的扩展电路、按线选法片选的扩展电路2732(1)0000H0FFFH2732(2)1000H1FFFH2732(3)2000H2FFFH2732(4)3000H3FFFH 译码法：省口线，增加芯片译码法：省口线，增

15、加芯片74LS1392-4译码器译码器74LS1383-8译码器译码器74LS1544-16译码器译码器 P2.6 P2.5 P2.4 P2.0P2.3 ALE 8031 P0口口EA PSEN G74LS373OE A0A7 CE 2732(1)O0O7 OE A0A7 CE 2732(2)O0O7 OE A0A7 CE 2732(3)O0O7 OE A0A7 CE 2732(4)O0O7 OEA8A11图图 4-13 用用 4 片片 2732 EPROM、按译码法片选的扩展电路、按译码法片选的扩展电路G Y3 74LS139 Y2B Y1A Y0三、用三、用E2PROM的程序存储器扩展的程

16、序存储器扩展E2PROM：电可擦除、电可编程的半导体存储器，：电可擦除、电可编程的半导体存储器，掉电后信息不丢失。掉电后信息不丢失。+5V供电下即可编程，可进行在线供电下即可编程，可进行在线改写。改写。与的程序存储器扩展的区别？自学与的程序存储器扩展的区别？自学型号型号6116626462256容量容量(KB)2832引脚数引脚数242828工作电压（工作电压（V）555典型工作电流典型工作电流(mA)35408典型维持电流典型维持电流(A)520.5存取时间存取时间(ns)由产品型号而定，百由产品型号而定，百ns级级4-2 数据存储器的扩展数据存储器的扩展一、用静态一、用静态RAM的数据存储

17、器扩展的数据存储器扩展1、静态、静态RAM芯片（芯片（P 145 图图 4-18）21SRAM芯片引脚符号意义（芯片引脚符号意义（P143 图图4-15）A0Ai地址输入线，地址输入线，i=10、12、14O0O7双向三态数据线双向三态数据线(D0D7)；CE片选信号输入端，片选信号输入端，“0”有效；有效；OE读选通信号输入线，读选通信号输入线，“0”有效；有效；WE写选通信号输入线，写选通信号输入线，“0”有效；有效；VCC工作电源，工作电源，+5VGND线路地线路地226116、6264、62256的工作方式的工作方式工作方式工作方式 CEOEWEIO0IO7(片选片选)(输出允许输出允

18、许)(写允许写允许)(输入输入/输出输出)未选中未选中 H 高阻高阻 读读 L L H数据输出数据输出 写写 L H L数据输入数据输入用用E2PROM作数据存储器：读写时间长作数据存储器：读写时间长动态动态RAM芯片芯片iRAM刷新电路集成在芯片中，刷新电路集成在芯片中，2186、2187，8K82、用静态、用静态RAM的扩展电路的扩展电路 VCC VSSXTAL1 P1.0 .XTAL2 .P1.7RESET/CPD P2.0EA/VDD .8031 .P3.0(RXD).P3.1(TXD)P2.7P3.2(INT0)P3.3(INT1)P0.0P3.4(T0).P3.5(T1).P3.6

19、(WR).P3.7(RD)P0.7ALE/PROG PSEN VCC1D 1Q 74LS373 .8D 8QG OE GND VCC CE VSSA7 .6116 .A8 .A9A0 A10I/O0 .I/O7 OE WEI/OI/O+5V+5V+5V+5V图图 4-19 用用 1 片片 6116 静态静态 RAM 的扩展电路的扩展电路地址：地址：XXXXX000 00000000XXXXX111 11111111 0000H 07FFH0800H0FFFH F800H FFFFH8031 6116（2K、11位地址）位地址）控制：控制：EA接地接地CE接地（只扩一片）接地（只扩一片）RDOE

20、WRWE数据：数据：P0.7P0.0I/O7I/O0地址：地址：P2.2P2.0A10A8P0.7P0.0 373A7A0多片静态多片静态RAM的扩展的扩展图图 4-20 用两片用两片6264静态静态 RAM 的扩展电路的扩展电路 P1.0 P2.0P2.4 ALE 8031 P0口口 RD WREA PSEN G74LS373OEA0A7 A8A12 CE 6264(1)D0D7 OE WEA0A7 A8A12 CE 6264(2)D0D7 OE WE 地址：地址：XXX00000 00000000XXX11111 11111111 0000H1FFFH 2000H3FFFH 4000H5F

21、FFH 6000H7FFFH E000H FFFFH3、兼有片外、兼有片外ROM和片外和片外RAM的扩展电路的扩展电路图图 4-23 兼有片外兼有片外 ROM 又有片外又有片外 RAM 的扩展电路示例的扩展电路示例 RD WR P2.5 P2.0P2.4 ALE 8031 P0口口 EA PSEN G74LS373OEA0A7 A8A12 CE 6264(1)OE D0D7 WEA0A7 A8A12 CE 6264(2)OE D0D7 WE A0A7 A8A12 CE 2764(1)D0D7 OEA0A7 A8A12 CE 2764(2)D0D7 OE4、工作时序工作时序MCS-51对外部数据

22、存储器的操作指令：对外部数据存储器的操作指令：MOVXA,Ri;(P2)(Ri)AMOVX Ri,A;(A)(P2)(Ri)MOVX A,DPTR;(DPTR)AMOVX DPTR,A;(A)(DPTR)28S1 S2 S3 S4 S5 S6S1 S2 S3 S4 S5 S6一个机器周期一个机器周期一个机器周期一个机器周期ALEPCH输出输出DPH 输出或输出或 P2 输出输出PCH输出输出PCH输出输出PCH输出输出P2指令指令输入输入PCL输出输出PCL输出有效输出有效指令指令输入输入地址地址输出输出地址地址输出有效输出有效数据数据输入或输出输入或输出PCL输出输出PCL输出有效输出有效指

23、令指令输入输入PCL输出输出PCL输出有效输出有效P0PSENRD 或或 WR图图 4-24 兼有片外兼有片外 ROM 和片外和片外 RAM 时的工作时序时的工作时序访问访问ROM，取出，取出MOVX指令指令访问访问RAM读读/写数据写数据4-3 输入输出口的扩展输入输出口的扩展一、用多功能芯片的扩展（一、用多功能芯片的扩展（P 151 表表4-7）扩展的扩展的I/O接口多，兼有接口多，兼有RAM、ROM、EPROM、定、定时器等。芯片内部设有各种命令寄存器，可通过程序设计时器等。芯片内部设有各种命令寄存器，可通过程序设计设定或修改这些命令寄存器的内容（叫做设控制字），从设定或修改这些命令寄存

24、器的内容（叫做设控制字），从而改变这些接口芯片的工作方式和状态。而改变这些接口芯片的工作方式和状态。MCS-51：P0、P1、P2、P3，当系统需连接较多的，当系统需连接较多的I/O设备时要扩展设备时要扩展I/O口。口。用多功能芯片的扩展；用多功能芯片的扩展；用用TTL芯片的扩展；芯片的扩展；用串行口的扩展。用串行口的扩展。二、用二、用TTL芯片的扩展芯片的扩展1、用、用74LS377扩展输出口（扩展输出口（8D锁存器）锁存器）(图图 4-38)地址地址377(1)FEH A0G377(2)FDH A1G将一个数据从将一个数据从377(1)输出的指令输出的指令MOVR0,#0FEHMOVA,#

25、dataMOVXR0,A ALE P0口口 8031 WRG 8Q8D .1D .OE 1QG 8Q .8D .1D 1Q CLK CLK8D 8Q .1D .G 1Q74LS37374LS377(2)74LS377(1)2、用、用74LS244扩展输入口（扩展输入口（P165 图图 4-41）3、通过串行口扩展（方式、通过串行口扩展（方式 0）地址地址244(1)00H244(2)01H RD ALE P0口口 8031 G 8Q8D .1D .OE 1QG2A G1G2B Y7 .C .B Y1A Y074LS37374LS1381Y11Y4 1G 2G2Y12Y4 74LS244(1)1

26、A11A4 2A12A41Y11Y4 1G 2G2Y12Y4 74LS244(2)1A11A4 2A12A4+5V32习题习题、一个、一个8751应用系统，需扩展一片应用系统，需扩展一片6116RAM作为数据作为数据存储器，地址从存储器，地址从0000H开始，请画出扩展电路图。对于该开始，请画出扩展电路图。对于该系统，若要将片内系统，若要将片内EPROM中自中自100H单元开始的单元开始的10个字节个字节的内容依次移到片外的内容依次移到片外RAM的的100H单元开始的单元开始的10个字节中个字节中去，编写该程序段。去，编写该程序段。33第五章第五章MCS-51MCS-51系列单片机的系列单片机

27、的接口与应用接口与应用5-1 拨盘开关、键盘与单片机的接口拨盘开关、键盘与单片机的接口一、拨盘开关与单片机的接口一、拨盘开关与单片机的接口1、拨盘开关（图、拨盘开关（图 5-2）2、拨盘开关应用实例、拨盘开关应用实例（图（图 5-3）548A12READ:CLR P1.0MOVX A,R0ANL A,#0FHMOV 20H,AMOVX A,R0ANL A,#0F0HSWAP AMOV 21H,ARET P0.0 .P0.7 P1.0 RD 80311G 2G 74LS244 8 4 A 218 4 A 21+5V十位拨盘开关十位拨盘开关个位拨盘开关个位拨盘开关 P1.3 P1.2 P1.180

28、31 P1.0 P1.7 P1.48 4 2 1A8 4 2 1A8 4 2 1A8 4 2 1A+5V5.1K168421原码原码千千百百十十个个BCD反码反码拨盘输入程序：将千、百、十、个拨盘输入程序：将千、百、十、个 位依次读入存放在位依次读入存放在 8031 片内片内RAM30H33H单元。单元。RDS:MOV R0,#30H；存放单元首址存放单元首址MOV R2,#7FH；控制字控制字(千位千位);输入方式输入方式MOV R3,#04H；读读4个个BCD码码LOOP:MOV A,R2MOV P1,AMOV A,P1；读入读入BCD码码ANLA,#0FH；屏蔽高屏蔽高4位位MOV R0

29、,A；送入存储单元送入存储单元INCR0；指向下一个存储单元指向下一个存储单元MOV A,R2；准备下一片拨盘的控制端置准备下一片拨盘的控制端置0RRAMOV R2,ADJNZ R3,LOOPRET二、键盘与单片机的接口二、键盘与单片机的接口1、键盘工作原理、键盘工作原理行信号：扫瞄、输出低电平行信号：扫瞄、输出低电平列信号：读入、判是否有键合上，若有键合上，行、列列信号：读入、判是否有键合上，若有键合上，行、列信号组成一个特征字，即键值。信号组成一个特征字，即键值。扫描程序安排：扫描程序安排：主程序、定时、主程序、定时、中断。中断。+5V第第4行行 3 2第第1行行第第4列列 3 2 第第1

30、列列1011101111100111110111102、键盘应用示例、键盘应用示例图图 5-6 键盘应用示例键盘应用示例 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 8031 P2.7 RD P0.0 .P0.71G 74LS244 2G+5V图图 5-7 键盘扫描子程序流程框图键盘扫描子程序流程框图键扫描程序键扫描程序有未按键？有未按键？返回返回延时程序延时程序(等按合抖动过去等按合抖动过去)逐行扫描程序逐行扫描程序（找被按键）（找被按键）有未按键？有未按键？（等松按）（等松按）取取键键号号数字键？数字键？数字键处理程序数字键处理程序命令键处理程序命令键处理程序YN未找到未找到找到找到有按（未松

31、）有按（未松）未按未按（已松）（已松）NYYN5-2 显示器与单片机的接口显示器与单片机的接口是常用廉价输出设备，由若干个是常用廉价输出设备，由若干个LED组成，当组成，当LED导通时，相应的一个点或一个笔画点亮。控制不同的二导通时，相应的一个点或一个笔画点亮。控制不同的二极管导通，显示各种字符。极管导通，显示各种字符。点阵式结构：一个点阵式结构：一个LED导通，点亮一个点，字型逼导通，点亮一个点，字型逼真，种类多，控制复杂；真，种类多，控制复杂；八段数码管：一个八段数码管：一个LED导通，点亮一个笔画，字型失导通，点亮一个笔画，字型失真，种类少，控制简单。真，种类少，控制简单。fedhbag

32、c f g*b a e d*cgbacdef共阴极共阴极段码：与数码（字符）对应的笔画信息段码：与数码（字符）对应的笔画信息输出译码：输出译码：软件译码：段码表，查表输出；软件译码：段码表，查表输出；硬件译码：硬件译码：BCD-7段锁存、译码、驱动段锁存、译码、驱动芯片芯片CD4511、74LS46、47。01 0 0 1 1 1 1 4FH3I/O口口 hgfedcbafedhbagc f g*b a e d*c静态显示：相应的发光二极管恒定地导通或截止，亮度静态显示：相应的发光二极管恒定地导通或截止，亮度高，占高，占I/O口多。口多。图图 5-9 LED数码管静态扫描显示应用示例数码管静态

33、扫描显示应用示例个个.+5V afBI LELTCD4511D C B A十十.+5V afBI LELTCD4511D C B A百百.+5V afBI LELTCD4511D C B A千千.+5V afBI LELTCD4511D C B AG 74LS377(2)CLKG 74LS377(1)CLK 8031 P2.6 P2.7 WR P0.0 .P0.7动态显示：轮流点亮各位动态显示：轮流点亮各位LED；亮度：亮度：导通电流、占空比。导通电流、占空比。图图 5-9 LED数码管动态扫描显示应用示例数码管动态扫描显示应用示例AD0 PB0 .8155.AD7 PB7ALE PC3CE

34、.IO/M PC0WR RERD SET复位复位电路电路G OE 74LS373 ALE P0口口 8031INT0 EA P1.3 P1.4 RE WRSET RD+5VA0A7 74LS 0 7 74LS 0 7 .动态显示程序设计（动态显示程序设计（P180）：）：1、设置显示缓冲区、设置显示缓冲区2、代码转换、代码转换-查表法查表法3、软件保证逐位点亮八段、软件保证逐位点亮八段LED（段选码、位选码）（段选码、位选码）458279可编程序键盘可编程序键盘/显示器专用接口芯片显示器专用接口芯片 键盘接口功能：键盘、乒乓开关、钮子开关键盘接口功能：键盘、乒乓开关、钮子开关显示器接口功能：发

35、光二级管（显示器接口功能：发光二级管（LED）、液晶显示）、液晶显示器器(LCD)、一般指示灯、一般指示灯64个按键，自动扫描，存入个按键，自动扫描，存入FIFO RAM；16*8位显示位显示RAM，自动扫描；，自动扫描；8或或16位位LED数码管显示。数码管显示。1、8279的引脚功能的引脚功能 40脚双列直插式封装。脚双列直插式封装。P181 图图5-11，表，表5-2462、8279的电路逻辑的电路逻辑(P181 图图5-12)芯片接口控制逻辑、键盘接口控制逻辑、芯片接口控制逻辑、键盘接口控制逻辑、显示器接口控制显示器接口控制 1)芯片接口控制逻辑芯片接口控制逻辑 实现实现8279和单片

36、机的连接和单片机的连接数据缓冲器双向、三态；信号引脚数据缓冲器双向、三态；信号引脚D7D0实现芯片内部总线和系统总线的连接，进行实现芯片内部总线和系统总线的连接，进行8279和单和单片机之间的数据传送。片机之间的数据传送。I/O控制电路控制电路用于接受单片机方面送来的控制信号，并产生所需的用于接受单片机方面送来的控制信号，并产生所需的8279内部控制信号，例如控制数据缓冲器的数据输入输出内部控制信号，例如控制数据缓冲器的数据输入输出等。等。中断请求产生电路中断请求产生电路根据键盘存储区的状态产生中断请求信号。根据键盘存储区的状态产生中断请求信号。IRQ 472)键盘接口控制逻辑键盘接口控制逻辑

37、 扫描电路扫描电路 4位扫描信号从扫描线位扫描信号从扫描线SL0SL3输出。输出。两种输出形式：两种输出形式：内部译码形式，即内部译码形式，即SL0SL3提供的就是键盘扫描信提供的就是键盘扫描信号，可直接使用号，可直接使用4*8键盘和键盘和4位显示器位显示器 外部译码形式，外部译码形式，SL0SL3的信号经外部译码器扩充的信号经外部译码器扩充后才去扫描（最多可扩到后才去扫描（最多可扩到16条），适用于键数较多的键条），适用于键数较多的键盘。盘。48去抖动及键码生成电路去抖动及键码生成电路 键盘存储区键盘存储区FIFO RAM 扫描回送电路扫描回送电路（输入缓冲器）（输入缓冲器）输入每次扫描的列

38、线状态，（输入每次扫描的列线状态，（RL0RL7），以进行），以进行闭合键的搜索。闭合键的搜索。软件去抖动，（延时软件去抖动，（延时10ms）。）。键码生成：将键的地址（行列）和附加的换挡键、键码生成：将键的地址（行列）和附加的换挡键、控制键的状态结合起来，生成闭合的键码数据，送入控制键的状态结合起来，生成闭合的键码数据，送入FIFO存储区中。存储区中。8个个FIFO单元，存储闭合键的键码数据。单元，存储闭合键的键码数据。时序和控制逻辑时序和控制逻辑 用于对键盘扫描进行控制。用于对键盘扫描进行控制。493)3)显示器接口控制逻辑显示器接口控制逻辑 显示存储区显示存储区 显示缓冲器显示缓冲器 1

39、6*8显示用显示用RAM，每个，每个8位位RAM单元对应一位单元对应一位LED显示器，即显示器，即015地址对应地址对应LED显示器的显示器的015位，位，0位在最左边，位在最左边，15最右边。最右边。用于为显示器提供段控数据。使用时，用于为显示器提供段控数据。使用时，82798279自动自动对显示器扫描，将显示缓冲器中的数据输出在显示器上对显示器扫描，将显示缓冲器中的数据输出在显示器上显示出来。显示出来。503、8279的寄存器的寄存器 1)命令寄存器命令寄存器 共有共有3个可寻址的寄存器，对应两个地址（个可寻址的寄存器，对应两个地址（A0）数据寄存器：数据寄存器：A0=0。命令寄存器、状态

40、寄存器：命令寄存器、状态寄存器：A0=1。写写命令寄存器，命令寄存器，读读状态寄存器。状态寄存器。D7 D6 D5是命令的特征位。是命令的特征位。51命令命令复位复位 D7 D6 D5D4D3D2D1D0键盘键盘/显示器设置显示器设置 08H000显示器方式显示器方式 键盘方式键盘方式 内部时钟设置内部时钟设置 3FH001分频系数分频系数 读读FIFO RAM 010地址地址自动自动增量增量标志标志-起始地址起始地址 读显示读显示RAM 011起始地址起始地址写显示写显示RAM 100起始地址起始地址屏蔽与消隐屏蔽与消隐 101-写入屏蔽写入屏蔽 消隐屏蔽消隐屏蔽 清除命令清除命令 110显

41、示显示RAM清除清除清除清除 FIFO总总清清结束中断结束中断/错误方错误方式设置式设置 111特征特征位位-10 显示显示RAM全部清零；全部清零；110 显示显示RAM全部清成全部清成20H；111 显示显示RAM全部置全部置1；0 不消除显示不消除显示RAM。D4=1、每次读出或写入后地址自动加、每次读出或写入后地址自动加1；D4=0、只读出或写入一个单元。、只读出或写入一个单元。D3=1 屏蔽高半字节；屏蔽高半字节；D2=1 屏蔽低半字节。屏蔽低半字节。D1=1 消隐高半字节；消隐高半字节；D0=1 消隐低半字节。消隐低半字节。D1=1 清除清除FIFO状态标志（空，无数据），复位状态

42、标志（空，无数据），复位IRQ。D0=1 总清除：包括总清除：包括FIFO RAM，显示，显示RAM。52FIFO RAM 中数中数据的个数据的个数2)2)状态寄存器状态寄存器 用于指出键数据缓冲器用于指出键数据缓冲器FIFO RAM中的数据字节个中的数据字节个数及是否出错等。数及是否出错等。D7D6D5D4D3D2D1D0FIFO RAM已满已满“不足不足”错误，即错误，即FIFO RAM已空，仍已空，仍企图读出。企图读出。“超出超出”错误，即错误，即FIFO RAM已满，仍企图写已满，仍企图写入。入。用于传感器矩阵输入方式，几个传感器同时闭合置用于传感器矩阵输入方式，几个传感器同时闭合置“

43、1”。显示无效，清除命令未完成时置显示无效，清除命令未完成时置1，此时对显示，此时对显示RAM“写写”无无效。效。53闭合键的列号闭合键的列号(由由RL0RL7确定）确定）即即FIFO RAM中最前面的那个单元，其内容为按键中最前面的那个单元，其内容为按键信息，通过读它而把键信息输入单片机，进行处理。信息，通过读它而把键信息输入单片机，进行处理。D7D6D5D4D3D2D1D0闭合键的行号闭合键的行号（扫描计数值）（扫描计数值）。SHIFT的状态（换挡键）的状态（换挡键）。CNTL的状态（控制键）。的状态（控制键）。3)3)数据寄存器数据寄存器 在传感器扫描方式和选通输入方式中，输入数据即为在

44、传感器扫描方式和选通输入方式中，输入数据即为RL0RL7的输入状态的输入状态 54MOV DPTR,#2001HMOV A,#0D0H ;将显示将显示RAM全部置为全部置为“0”MOVX DPTR,AMOV A,#00H ;8*8字符显示左边输入，外字符显示左边输入，外部译码键扫描方式，双键互锁部译码键扫描方式，双键互锁MOVX DPTR,A MOV A,#2AH ;分频系数，分频系数，10分频。分频。MOVX DPTR,A 编程举例（编程举例（设设8279芯片的地址为芯片的地址为2000H）8279的初始化的初始化55取键值取键值 MOV DPTR,#2001HMOV A,#40H ;读读F

45、IFO RAM命令，仅读命令，仅读000号单元号单元MOVX DPTR,AMOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTR ;读出读出000号单元的键值号单元的键值：；键分析，处理。；键分析，处理。56写显示写显示RAM MOV DPTR,#2001HMOV A,#90H ;写显示写显示RAM命令，命令，000号单元号单元开始，写入后地址自动加开始，写入后地址自动加1MOVX DPTR,A.；准备写；准备写 RAM内容。内容。MOV DPTR,#2000HMOVX DPTR,A ;写显示写显示RAM 5-3 行程开关、继电器、晶闸管元件行程开关、继电器、晶闸管元件与单片机的接口与单片机的接

46、口一、行程开关、继电器触点与单片机的接口一、行程开关、继电器触点与单片机的接口图图 5-11 行程开关常开触点接口示例行程开关常开触点接口示例E2E11k10uF10k10k送去单片机送去单片机某某I/O引脚引脚二、继电器线圈与单片机的接口二、继电器线圈与单片机的接口“1”不吸合不吸合“0”吸合吸合图图 5-12 继电器线圈与单片机接口示例继电器线圈与单片机接口示例 VCC P1.0 8031 VSSE1E2K三、晶闸管元件与单片机的接口三、晶闸管元件与单片机的接口“1”导通导通“0”截止截止图图 5-13 双向晶闸管与单片机接口示例双向晶闸管与单片机接口示例 VCC P1.0 8031 VS

47、SE1E2L负载负载5-4 A/、/转换芯片与单片机的接口转换芯片与单片机的接口一、一、A/D转换芯片与单片机的接口转换芯片与单片机的接口常用：双积分式、逐次逼近式常用：双积分式、逐次逼近式图图 5-18 某控制系统框图某控制系统框图放大放大现现场场模模拟拟控控制制现现场场信信号号12n采样采样保持保持A/D微机微机D/A多多路路开开关关多多路路开开关关保持保持器器传感传感器器低通低通滤波滤波放大放大传感传感器器低通低通滤波滤波放大放大传感传感器器低通低通滤波滤波保持保持器器12n1、5G14433应用示例（应用示例（MC14433）ICL7135 图图 5-19 5G14433的结构图的结构

48、图多多 路路 选选 择择 开开 关关 锁存器锁存器 个个十十百百千千时钟时钟极性判别极性判别溢出溢出控制逻辑控制逻辑CMOS线性电路线性电路1DS1DS4Q3Q0VDDVSSVEEORVRVAGVXC0C1R1CLK1CLK0RC1R1R1/C1 C1 C01C02DUEOC623位半位半BCD码输出，范围：码输出，范围：00001999，211=2048；转换速度：转换速度：110次次s，工作电压：，工作电压：5V；输入电压：输入电压：199.9 mv 或或 1.999 v；基准电压：基准电压：200 mv 或或 2v。引脚引脚 24：Q3Q0转换结果输出端，一个转换结果输出端，一个BCD码

49、；码；DS1DS4指示指示BCD码的位，码的位，DS1 千位、千位、.、DS4个位；个位；当当DS1=1时，利用时，利用Q2、Q3输出数的极性、超量程标志。输出数的极性、超量程标志。1/2个时钟周期个时钟周期18个时钟周期个时钟周期2个时钟周期个时钟周期EOCDS1DS2DS3DS4千位数等千位数等百位数百位数十位数十位数个位数个位数千位数等千位数等百位数百位数Q3Q0图图 5-20 5G14433 输出时序输出时序注意：注意：5G14433的输出不能直接与单片机的数据线相连；的输出不能直接与单片机的数据线相连；转换过程控制：将转换过程控制：将EOC与与DU固定相连，连续转换；固定相连，连续转

50、换；程序以中断方式，从千位至个位依次取数，以压缩程序以中断方式，从千位至个位依次取数，以压缩BCD码形式存放。码形式存放。图图 5-21 5G14433应用示例应用示例C1 R1/C1 R1DS1 VSS .VEEDS4Q0 CLK1 .CLK0Q3 VRC01 VAGEOC DU VX5G1403复位复位电路电路G OE 74LS373AD0 PA0 .8155.AD7ALECE PA7IO/MWR RERD SET ALE P0口口 8031INT0 EA P1.3 P1.4 RE WRSET RD 5G144330.1uF0.02uF0.047uF+5V+5V-5V470K1K470K0