第七章单片机接口技术资料课件.ppt

1、第七章第七章 单片机接口技术单片机接口技术 7.4 8253及其与单片机接口扩展及其与单片机接口扩展 7.5 键盘及其接口键盘及其接口7.6 显示接口电路显示接口电路7.7 A/D、D/A转换及其接口电路转换及其接口电路7.3 I/O口扩展口扩展7.1 系统扩展概述系统扩展概述7.2 存储器扩展存储器扩展7.1 系统扩展概述系统扩展概述 单片机的系统扩展是通过单片机外总线进行的。系统外总线包括地址总线，数据总线和控制总线。图7-1为单片机系统外总线结构图。图7-1 单片机系统总线图 地址总线：地址总线：51单片机的地址总线为单片机的地址总线为16位，分为位，分为高高8位地址线和低位地址线和低8

2、位地址线两部分，高位地址线两部分，高8位地址位地址线由线由P2口提供，低口提供，低8位地址线由位地址线由P0口分时提供。口分时提供。P2口做地址线时具有输出锁存功能，输出地址口做地址线时具有输出锁存功能，输出地址信息能够保留，直到下一次输出新的地址；信息能够保留，直到下一次输出新的地址；P0口是数据和地址分时复用的端口，为保留其输口是数据和地址分时复用的端口，为保留其输出的地址信息，需要在外部加地址锁存器锁存出的地址信息，需要在外部加地址锁存器锁存输出的地址信息。输出的地址信息。控制总线：对控制总线：对51单片机进行系统扩展时，用到的控制单片机进行系统扩展时，用到的控制信号主要有地址锁存信号信

3、号主要有地址锁存信号ALE，片外程序存储器读信，片外程序存储器读信号，外部数据存储器和号，外部数据存储器和I/O口读写控制信号等。口读写控制信号等。数据总线：数据总线：51单片机的数据总线为单片机的数据总线为8位，由位，由P0口提供。当口提供。当P0口用做数据总线时是双向且输入口用做数据总线时是双向且输入三态的通道口，使用时不必外加其他芯片。三态的通道口，使用时不必外加其他芯片。地址锁存器的控制信号由单片机的地址锁存控制信号地址锁存器的控制信号由单片机的地址锁存控制信号ALE提供，由提供，由ALE的下降沿控制锁存时刻。的下降沿控制锁存时刻。7.2 存储器扩展存储器扩展存储器是用来存放程序和数据

4、的。存储器是用来存放程序和数据的。51单片机的存储器采用哈佛结构，程序存储器和数单片机的存储器采用哈佛结构，程序存储器和数据存储器的地址空间是完全独立的，各为据存储器的地址空间是完全独立的，各为64KB，其控制信号也是相互独立的。其控制信号也是相互独立的。存储器的扩展包括：存储器的地址线与单片机的地存储器的扩展包括：存储器的地址线与单片机的地址线间的连接、相应的数据线间的连接以及控制线址线间的连接、相应的数据线间的连接以及控制线的连接等。的连接等。程序存储器扩展程序存储器扩展 常用的程序存储器芯片有常用的程序存储器芯片有ROM(只读存储器只读存储器)EPROM(电写入、紫外线擦除型存储器电写入

5、、紫外线擦除型存储器)EEPROM(电写入、电擦除型存储器电写入、电擦除型存储器)RAM(静态随机型存储器静态随机型存储器)等。等。程序存储器的扩展是通过外部系统总线进行的。在扩程序存储器的扩展是通过外部系统总线进行的。在扩展时程序存储器的地址线展时程序存储器的地址线A0An对应的连接到单片对应的连接到单片机的地址总线机的地址总线A0An上；程序存储器的数据线上；程序存储器的数据线D0D7连接到单片机的连接到单片机的P0口上；程序存储器的输出允许口上；程序存储器的输出允许控制端连接到单片机的片外程序存储器读控制线上。控制端连接到单片机的片外程序存储器读控制线上。图7-2 程序存储器扩展电路 当

6、扩展的程序存储器芯片为一片时，程序存储器的片当扩展的程序存储器芯片为一片时，程序存储器的片选端应当接地；当扩展的程序存储器多于一片时，程选端应当接地；当扩展的程序存储器多于一片时，程序存储器的地址线、数据线和输出允许控制线的连接序存储器的地址线、数据线和输出允许控制线的连接与扩展单片程序存储器时相同，片选信号线不能接地与扩展单片程序存储器时相同，片选信号线不能接地而应分别连接到由单片机高位地址线经译码器译码产而应分别连接到由单片机高位地址线经译码器译码产生的片选信号上。生的片选信号上。当单片机内部无程序存储器，单片机的端应接地；当当单片机内部无程序存储器，单片机的端应接地；当单片机的片内片外程

7、序存储器同时使用时，应通过上单片机的片内片外程序存储器同时使用时，应通过上拉电阻接高电平。拉电阻接高电平。图7-3 访问外部程序存储器的时序图 1.EPROM扩展电路 图7-4 常用EPROM引脚图 典型的典型的EPROM程序存储器扩展电路见图程序存储器扩展电路见图7-5。图图7-5 典型的典型的EPROM程序存储器扩展电路图程序存储器扩展电路图 在该图中用一片在该图中用一片2764EPROM存储器扩展存储器扩展8KB的程序存的程序存储器，储器，2764的片选端接地，输出允许端接单片机的上，的片选端接地，输出允许端接单片机的上，程序存储器的地址范围为：程序存储器的地址范围为：0000H1FFF

8、H共共8KB。2.EEPROM扩展电路扩展电路 图图7-6 EEPROM程序存储器扩展电路联接图程序存储器扩展电路联接图 EEPROM是电写入电擦除存储芯片，应用该种芯片是电写入电擦除存储芯片，应用该种芯片作为程序存储器的扩展电路与用作为程序存储器的扩展电路与用EPROM扩展电路相扩展电路相同，图同，图7-6为采用两片为采用两片EEPROM2864A扩展的扩展的16KB外部程序存储器电路联接图。外部程序存储器电路联接图。2864(1)的地址范围为的地址范围为0000H至至1FFFH，2864(2)的地址范围为的地址范围为2000H至至3FFFH，两片加起来一共，两片加起来一共16KB。2864

9、A的片选端接到的片选端接到74LS138译码器的输出端译码器的输出端Y0，Y1上，上，138译码器的输入端连接到单片机的地址线的译码器的输入端连接到单片机的地址线的高位高位P2.5、P2.6、P2.7上。上。2864(1)的地址范围为的地址范围为0000H至至1FFFH，2864(2)的的地址范围为地址范围为2000H至至3FFFH，两片加起来一共，两片加起来一共16KB。数据存储器扩展数据存储器扩展数据存储器是用来存放数据的。数据存储器是用来存放数据的。数据存储器扩展时其地址线和数据线的联接方法与程数据存储器扩展时其地址线和数据线的联接方法与程序存储器扩展的联接方法相同，数据存储器的控制信序

10、存储器扩展的联接方法相同，数据存储器的控制信号线为数据存储器的读写控制号线为数据存储器的读写控制WR和和RD。图图7-7为采用为采用6264构成的构成的8KB的数据存储器扩展电路。的数据存储器扩展电路。多片扩展时存储器的片选控制端由单片机的高位地址多片扩展时存储器的片选控制端由单片机的高位地址线决定，可采用线选法或全地址译码法获得。线决定，可采用线选法或全地址译码法获得。采用全地址译码法扩展的数据存储器地址是连续的，采用全地址译码法扩展的数据存储器地址是连续的，而采用线选法进行数据存储器扩展其扩展地址是不而采用线选法进行数据存储器扩展其扩展地址是不连续的。连续的。图图7-7 数据存储器的扩展数

11、据存储器的扩展 数据存储器与程序存储器的统一编数据存储器与程序存储器的统一编址址 51单片机程序存储器和数据存储器进行统一编址，此单片机程序存储器和数据存储器进行统一编址，此时数据存储器及时数据存储器及I/O口和程序存储器共同占用口和程序存储器共同占用64KB存存储空间。储空间。统一编址的控制电路见图统一编址的控制电路见图7-8，单片机与存储器的地，单片机与存储器的地址线、数据线和控制线及片选线的联接与独立编址时址线、数据线和控制线及片选线的联接与独立编址时相同。相同。图图7-8 程序存储器与数据存储器的统一编址程序存储器与数据存储器的统一编址 图图7-9 数据存储器与程序存储器统一编址扩展电

12、路数据存储器与程序存储器统一编址扩展电路 串行存储器扩展串行存储器扩展 1 AT93CXX系列串行系列串行EEPROM存储器存储器 图图7-10为为AT93CXX系列系列EEPROM存储器外引脚存储器外引脚图。图。AT93CXX系列系列EEPROM存储器是存储器是ATMEL公司生产的电写公司生产的电写入电擦除、串行入电擦除、串行3线制、线制、宽电压、宽电压、8脚封装的非脚封装的非易失芯片。易失芯片。图图7-10 AT93CXX系列系列EEPROM存储器外引脚图存储器外引脚图 管脚描述：管脚描述：CS（1脚）：片选信号。高电平有效，当其有效时脚）：片选信号。高电平有效，当其有效时可对其进行操作低

13、电平时进入等待模式。在连续的可对其进行操作低电平时进入等待模式。在连续的指令之间，信号必须持续至少的低指令之间，信号必须持续至少的低电平，才能保证芯片正常工作。电平，才能保证芯片正常工作。SK（2脚）：串行时钟信号，产生串行操作时序。脚）：串行时钟信号，产生串行操作时序。在在SK的上升沿，操作码、地址和数据位进入器件或的上升沿，操作码、地址和数据位进入器件或从器件输出。在发送序列时，从器件输出。在发送序列时，SK最好不停止，以防最好不停止，以防止读写数据的错误。止读写数据的错误。DI（3脚）：串行数据输入端，可在脚）：串行数据输入端，可在SK的同步下输的同步下输入开始位、操作码、地址位和数据位

14、。入开始位、操作码、地址位和数据位。DO（4脚）：串行数据输出端，在脚）：串行数据输出端，在SK同步下读周期同步下读周期时，用于输出数据；而在地址擦写周期或芯片擦时，用于输出数据；而在地址擦写周期或芯片擦写周期时，该端用于提供忙闲信息。写周期时，该端用于提供忙闲信息。VCC(8脚脚)：电源，电压范围：电源，电压范围2.5V5.5V。GND(5脚脚)：电源地。：电源地。DC（7脚）：存贮器构造配置端。该端接或脚）：存贮器构造配置端。该端接或悬空时，输出为位；接时，输出为位。悬空时，输出为位；接时，输出为位。（6脚）：空脚，不连接。脚）：空脚，不连接。AT93CXX系列串行系列串行EEPROM存储

15、器包括：存储器包括：AT93C46、AT93C56、AT93C66和和AT93C86几种，它们的管脚排几种，它们的管脚排列完全相同，只是存储容量不同，它们的存储容量分列完全相同，只是存储容量不同，它们的存储容量分别为别为1Kb、2Kb、4kB和和16Kb。AT93CXX系列串行系列串行EEPROM存储器的系统指令见表存储器的系统指令见表7-2。功能功能启始启始位位操作操作码码地址地址功能说明功能说明READ110An-A0读命令，读指定地址单元中的数据读命令，读指定地址单元中的数据EWEN10011XXXX使能控制，在进行任何操作前必须进行该项操作使能控制，在进行任何操作前必须进行该项操作ER

16、ASE111An-A0擦除命令，擦除指定地址单元的数据擦除命令，擦除指定地址单元的数据WRITE101An-A0写数据命令，将准备好数据写入指定地址单元写数据命令，将准备好数据写入指定地址单元ERAL10010XXXX擦除命令，擦除全部地址单元的数据擦除命令，擦除全部地址单元的数据WRAL10001XXXX写数据命令，将准备好数据顺序写入地址单元写数据命令，将准备好数据顺序写入地址单元EWDS10000XXXX禁止操作命令，当其有效时，禁止所有操作禁止操作命令，当其有效时，禁止所有操作表表7-2 AT93CXX系列系列EEPROM系统指令表系统指令表（）擦写允许指令（）擦写允许指令（EWEN）

17、由于在上电复位后由于在上电复位后AT93C465666/86首先将处于首先将处于禁止擦写状态。故该指令必须在所有编程模式前执禁止擦写状态。故该指令必须在所有编程模式前执行，一旦该指令执行后，只要外部没有断电就可以对行，一旦该指令执行后，只要外部没有断电就可以对芯片进行编程。芯片进行编程。（）数据擦除指令（）数据擦除指令（ERASE）该指令用于强迫指定地址中所有数据位都为该指令用于强迫指定地址中所有数据位都为“”。一旦信息在端上被译码，就需使信号保持一旦信息在端上被译码，就需使信号保持至少至少250ns的低电平，然后将置为高电平，这的低电平，然后将置为高电平，这时，端就会指示时，端就会指示“忙忙

18、”标志。为标志。为“”，表示编程正在进行；为表示编程正在进行；为“”，表示该指定地，表示该指定地址的存储器单元已擦完，可以执行下一条指令。址的存储器单元已擦完，可以执行下一条指令。（）写数据指令（）写数据指令（WRITE）写指令时，先写地址，然后将位或位数据写入写指令时，先写地址，然后将位或位数据写入到指定地址中。当端输出最后一个数据位后，在到指定地址中。当端输出最后一个数据位后，在SK时钟的下一个上升沿以前，必须为低，且需至时钟的下一个上升沿以前，必须为低，且需至少保持少保持250ns，然后将置为高电平。需要说明的，然后将置为高电平。需要说明的是：写周期时，每写一个字节需耗时是：写周期时，每

19、写一个字节需耗时4ms。（）读数据指令（）读数据指令（READ）读指令用于从指定的单元中把数据从高位到低位输读指令用于从指定的单元中把数据从高位到低位输出至端，但逻辑出至端，但逻辑“”位先于数据位输出。读位先于数据位输出。读指令在指令在SK的上升沿触发，且需经过一段时间方可稳的上升沿触发，且需经过一段时间方可稳定。为防止出错，建议在读指令结束后，再输出定。为防止出错，建议在读指令结束后，再输出个个SK脉冲。脉冲。（）芯片擦指令（）芯片擦指令（ERAL）该指令可将整个存贮器阵列置为，其它功能与数据该指令可将整个存贮器阵列置为，其它功能与数据擦除指令相同。擦除指令相同。（）芯片写指令（）芯片写指令

20、（WRAL）该指令可将命令中指定的数据写入整个存贮器阵列，该指令可将命令中指定的数据写入整个存贮器阵列，其它功能与数据写指令相同。该指令周期所花费时间其它功能与数据写指令相同。该指令周期所花费时间的最大值为的最大值为30ms。（）擦写禁止指令（）擦写禁止指令（EWDS）使用该指令可对写入的数据进行保护，操作步骤与使用该指令可对写入的数据进行保护，操作步骤与擦写允许指令相同。擦写允许指令相同。图图7-11 51系列单片机与系列单片机与AT93C46的连接图的连接图 7.3 I/O口扩展口扩展 I/O口的扩展主要有以下几种方法：口的扩展主要有以下几种方法：1.简单的简单的I/O口扩展口扩展2.通过

21、可编程通用通过可编程通用I/O扩展芯片进行扩展扩展芯片进行扩展3.通过串行口扩展通过串行口扩展 简单简单I/O扩展扩展简单简单I/O口的扩展是通过系统外总线进行的。简单口的扩展是通过系统外总线进行的。简单的的I/O口扩展芯片可选用带输出锁存端的三态门电口扩展芯片可选用带输出锁存端的三态门电路，如路，如74LS373、74LS377、74LS273、74LS245及及8282等。等。图图7-12为由为由74LS373及及8282构成的构成的8位并行输入输出位并行输入输出I/O口，其中口，其中74LS373用作输出口，用作输出口，8282用作输入口，用作输入口，口地址为：口地址为：BFFFH（输出

22、口）（输出口）7FFFH（输入口）。（输入口）。图图7-12 简单简单I/O口扩展口扩展 数据的输入与输出通过下述指令进行：数据的输入与输出通过下述指令进行：输出数据输出数据:MOV DPTR,#0BFFFH ；指向输出口；指向输出口 MOVX DPTR,A ；输出数据；输出数据 输入数据输入数据:MOV DPTR,#7FFFH ；指向输入口；指向输入口 MOVX A,DPTR ；输入数据；输入数据 8255A可编程并行可编程并行I/O扩展接口扩展接口 8255A是是Intel公司生产的可编程通用并行输入输出标公司生产的可编程通用并行输入输出标准接口芯片，单一准接口芯片，单一+5V电源供电，通

23、过系统总线可方电源供电，通过系统总线可方便地与便地与51单片机联接，实现单片机联接，实现I/O口的扩展。口的扩展。8255A有三有三个个8位并行位并行I/O口口PA、PB和和PC，具有三种工作方式，具有三种工作方式，通过对通过对8255A的控制寄存器编程可改变其接口功能，的控制寄存器编程可改变其接口功能，实现单片机与外部设备之间的数据交换。实现单片机与外部设备之间的数据交换。1.8255A内部结构内部结构图图7-13 8255内部结构内部结构 8255A内部由数据缓冲器、读内部由数据缓冲器、读/写控制逻辑、控制寄存写控制逻辑、控制寄存器及数据输入输出端口等部分组成。器及数据输入输出端口等部分组

24、成。数据缓冲器与内部总线和外部数据线数据缓冲器与内部总线和外部数据线D0D7相连，相连，是单片机与是单片机与8255A进行数据交换和控制命令字写入及进行数据交换和控制命令字写入及状态字传送的缓冲部分。状态字传送的缓冲部分。读读/写控制逻辑用于实现单片机对写控制逻辑用于实现单片机对8255A的数据、控的数据、控制字和状态字传送的控制。它由读写控制逻辑、地址制字和状态字传送的控制。它由读写控制逻辑、地址译码逻辑组成。译码逻辑组成。内部总线是内部总线是8255A内部单元电路数据公共通道，可内部单元电路数据公共通道，可传递数据、控制命令或端口工作状态。传递数据、控制命令或端口工作状态。控制信号间的相互

25、配合完成单片机对控制信号间的相互配合完成单片机对8255A的控制和数的控制和数据传送。据传送。8255A的端口地址和控制信号功能见表的端口地址和控制信号功能见表7-2。表表7-2 8255A工作状态表工作状态表 A1 A0RD WR CS工作状态工作状态0 00 1 0A口数据口数据数据总线数据总线0 10 1 0B口数据口数据数据总线数据总线1 00 1 0C口数据口数据数据总线数据总线 0 01 0 0总线数据总线数据A口口0 11 0 0总线数据总线数据B口口1 01 0 0总线数据总线数据C口口1 11 0 0总线数据总线数据控制寄存器控制寄存器 1数据总线三态数据总线三态1 10 1

26、 0非法状态非法状态 2.8255的工作方式的工作方式 8255A有三种基本的工作方式：基本输入输出方式；有三种基本的工作方式：基本输入输出方式；选通输入输出方式；双向传送方式。其工作方式的选选通输入输出方式；双向传送方式。其工作方式的选择由控制寄存器中的内容确定。控制寄存器为择由控制寄存器中的内容确定。控制寄存器为8位，通位，通过对控制寄存器的编程可改变过对控制寄存器的编程可改变8255A的工作方式。的工作方式。工作方式工作方式0（基本输入、输出方式）（基本输入、输出方式）在方式在方式0下，三个端口可通过控制字设置成输入口下，三个端口可通过控制字设置成输入口或输出口，并可分成两个或输出口，并

27、可分成两个8位位I/O口和两个四位口和两个四位I/O口，口，任何端口都可独立设定成输入口或输出口。在方式任何端口都可独立设定成输入口或输出口。在方式0下输出数据将被锁存，数据输入时不锁存，下输出数据将被锁存，数据输入时不锁存，CPU可直可直接通过简单的指令对端口进行读写操作。接通过简单的指令对端口进行读写操作。图图7-14 8255 方式控制字格式方式控制字格式 在此方式下，在此方式下，虽然数据的输虽然数据的输入与输出没有入与输出没有固定的应答信固定的应答信号，但号，但PA口和口和PB口做口做I/O口口使用时，使用时，PC口口仍可作为这两仍可作为这两个端口的控制个端口的控制/状态信号端，状态信

28、号端，因此端口因此端口PA、PB可工作在查可工作在查询方式下。询方式下。工作方式工作方式1（选通输入输出方式）（选通输入输出方式）工作方式工作方式1是一种选通输入输出工作方式。在此方是一种选通输入输出工作方式。在此方式下，端口被分成组和组，组由端口和端口式下，端口被分成组和组，组由端口和端口的上半部组成，口做输入输出口，口的上半的上半部组成，口做输入输出口，口的上半部四位做口的控制信号或状态信号。组由端口部四位做口的控制信号或状态信号。组由端口和端口的下半部组成，口做输入输出口，口和端口的下半部组成，口做输入输出口，口的下半部四位做口的控制信号或状态信号。在方式的下半部四位做口的控制信号或状态

29、信号。在方式1下，端口输出和输入的数据均可锁存。下，端口输出和输入的数据均可锁存。方式方式1输入时，口控制联络信号如图输入时，口控制联络信号如图7-15，控制信，控制信号的功能如下：号的功能如下：STBSTB 图图7-15 方式方式1输入口控制联络信号图输入口控制联络信号图 选通输入选通输入信号，低信号，低电平有效。电平有效。此信号是此信号是外设送来外设送来的输入选的输入选通信号，通信号，当其有效当其有效时将输入时将输入数据输入数据输入到输入锁到输入锁存器锁存。存器锁存。IBF：输入缓冲器满信号，高电平有效，当其有效时：输入缓冲器满信号，高电平有效，当其有效时表示输入数据已送入输入锁存器，它由

30、输入选通信号表示输入数据已送入输入锁存器，它由输入选通信号的下降沿置位，当输入数据被的下降沿置位，当输入数据被CPU读走时，由读信号读走时，由读信号的上升沿复位。的上升沿复位。INTR：中断申请信号，高电平有效。在中断方式下，：中断申请信号，高电平有效。在中断方式下，这是这是8255A向向CPU发出的中断申请信号，当发出的中断申请信号，当 、IBF和和INTE（中断允许）均为高电平时（中断允许）均为高电平时INTR有效，有效，INTR由由CPU读信号的下降沿复位。当单片机与读信号的下降沿复位。当单片机与8255A联接且工作在中断方式下时，应注意单片机的联接且工作在中断方式下时，应注意单片机的中

31、断输入信号为低电平有效，而中断输入信号为低电平有效，而8255A的中断申请信的中断申请信号为高电平有效。号为高电平有效。INTE：中断允许控制位。当：中断允许控制位。当INTE=1时允许时允许8255A中断，中断，当当INTE=0时禁止时禁止8255A中断。中断。INTE由由PC口的口的PC4（INTE A）和）和PC2（INTE B）的置位和复位来控制。）的置位和复位来控制。STB工作方式工作方式2（双向传输方式）（双向传输方式）仅仅A口有此工作方式。在此方式下口有此工作方式。在此方式下A口成为双向数据口成为双向数据式端口，可发送数据，也可接受数据。在方式式端口，可发送数据，也可接受数据。在

32、方式2下下C口的口的高五位作为高五位作为A口的控制联络线，控制联络线的功能见图口的控制联络线，控制联络线的功能见图7-17。图图7-17 方式方式1 C口输出控制联络信号图口输出控制联络信号图STB ：选通输入信号，低电平有效。此信号是外设：选通输入信号，低电平有效。此信号是外设送来的输入选通信号，当其有效时将输入数据输入到送来的输入选通信号，当其有效时将输入数据输入到输入锁存器锁存。输入锁存器锁存。IBF：输入缓冲器满信号，高电平有效，当其有效时：输入缓冲器满信号，高电平有效，当其有效时表示输入数据已送入输入锁存器。表示输入数据已送入输入锁存器。INTR：中断申请信号，高电平有效。在中断方式

33、下，：中断申请信号，高电平有效。在中断方式下，输出数据被外设取走或输入数据缓冲器满时向输出数据被外设取走或输入数据缓冲器满时向CPU发出的中断申请信号。发出的中断申请信号。INTE1：输出中断允许控制位。当：输出中断允许控制位。当INTE1=1时允许时允许8255A输出中断，当输出中断，当INTE1=0时禁止时禁止8255A输出中输出中断。断。INTE1由由PC口的口的PC6控制。控制。OBF：输出缓冲器满信号，低电平有效。此信号：输出缓冲器满信号，低电平有效。此信号为为8255A给外设的联络信号，当其有效时，表示给外设的联络信号，当其有效时，表示CPU已将输出数据送入已将输出数据送入A口输出

34、缓冲器，外设可从口输出缓冲器，外设可从A口取走输出数据。口取走输出数据。ACK：外设响应应答信号，低电平有效。此信号是外：外设响应应答信号，低电平有效。此信号是外设给设给8255A的应答信号，当其有效时，的应答信号，当其有效时，A口三态缓冲口三态缓冲器输出数据。器输出数据。INTE2：输入中断允许控制位。当：输入中断允许控制位。当INTE2=1时允许时允许8255A输入中断，当输入中断，当INTE2=0时禁止时禁止8255A输入中断。输入中断。INTE2由由PC口的口的PC4控制。控制。当当A口工作于方式口工作于方式2时，时，B口可工作于方式口可工作于方式0或或方式方式1，C口的低三位用于口的

35、低三位用于B口的控制联络线。口的控制联络线。C口除工作于方式口除工作于方式0和做和做A口及口及B口的控制联络口的控制联络线外，还可工作在位控方式下按位输出数据。线外，还可工作在位控方式下按位输出数据。38031单片机与单片机与8255A的接口的接口 由于由于8255A是标准的通用可编程是标准的通用可编程I/O口，因此单片机口，因此单片机与与8255A的接口电路相当简单，单片机的数据线与的接口电路相当简单，单片机的数据线与8255A的数据线对应相连；的数据线对应相连；8255A的地址线的地址线A0、A1连接到单片机的地址总线连接到单片机的地址总线A0、A1上，上，8255A的片选的片选线连接到单

36、片机的地址线的高位上；单片机的读写线线连接到单片机的地址线的高位上；单片机的读写线对应地连接到对应地连接到8255A的读写线上；其他口线的连接取的读写线上；其他口线的连接取决于决于8255A的工作方式。的工作方式。图图7-18为为8255A与与8031单片机的一种接口电路，单片机的一种接口电路，8255A工作于方式工作于方式0：基本的输入输出方式。：基本的输入输出方式。8255的口地址为：的口地址为：PA口口 7FFCH PB口口 7FFDH ;PC口口 7FFEH ;控制口控制口 7FFFH 图图7-18 8255A与与8031的接口的接口设设8255的的A口作输出，口作输出，B口作输入，其

37、控制程序如下：口作输入，其控制程序如下：PIO:MOV DPTR,#7FFFH ；指向控制口；指向控制口 MOV A,#10000001B ；方式控制字，；方式控制字，A口输出，口输出，B口输入口输入 MOVX DPTR,A ；输出控制字到；输出控制字到8255控制口控制口 MOV DPTR,#7FFCH ；指向；指向A口口 MOV A,R0 ；取输出数据到累加器；取输出数据到累加器A MOVX DPTR,A ；输出数据到；输出数据到A口口 INC DPTR ；指向；指向B口口 MOVX A,DPTR ；从；从B口输入数据到累加器口输入数据到累加器A MOV R1,A ；存数据；存数据 815

38、5可编程并行可编程并行I/O扩展接口扩展接口 8155/8156是是Intel公司生产的片公司生产的片内含有内含有256个字节个字节RAM，一个十，一个十四位定时四位定时/计数器和两个计数器和两个8位、一位、一个六位可编程并行个六位可编程并行I/O口的多功能口的多功能通用接口芯片。通用接口芯片。8155与与8156的功的功能相同，所不同的是能相同，所不同的是8155的片选的片选信号为低电平有效，而信号为低电平有效，而8156的片的片选信号为高电平有效。选信号为高电平有效。8155/8156的管脚排列见图的管脚排列见图7-19。图图7-19 8155/8156管脚图管脚图1.引脚功能简介 815

39、5/8156可编程并行接口芯片单一可编程并行接口芯片单一+5V电源供电，电源供电，其管脚由控制引脚、其管脚由控制引脚、I/O口引脚、时钟输入输出引脚口引脚、时钟输入输出引脚等部分组成，其功能如下：等部分组成，其功能如下：AD0AD7(1219脚脚)：地址：地址/数据总线。单片机数据总线。单片机与与8155/8156间的数据、地址、控制命令状态信息间的数据、地址、控制命令状态信息均通过此组端口进行传输的。均通过此组端口进行传输的。CE(8脚脚)：片选信号，：片选信号，8155低电平有效，低电平有效，8156高高电平有效。电平有效。RD(9脚脚)：存储器读信号，低电平有效。：存储器读信号，低电平有

40、效。WR(10脚脚)：存储器写信号，低电平有效。：存储器写信号，低电平有效。ALE(11脚脚)：地址及片选信号锁存信号，高电平有效。：地址及片选信号锁存信号，高电平有效。当其为高时当其为高时8155/8156接收地址及片选信号，高电平接收地址及片选信号，高电平的下降沿锁存地址及片选信号。的下降沿锁存地址及片选信号。REST(4脚脚)：复位信号线，高电平有效。：复位信号线，高电平有效。TIMIN(3脚脚)：定时：定时/计数器脉冲信号输入端。计数器脉冲信号输入端。IM OUT(6脚脚)：定时：定时/计数器输出端。计数器输出端。PA0PA7(2128脚脚)：A口数据输入口数据输入/输出线。输出线。P

41、B0PB7(2936脚脚)：B口数据输入口数据输入/输出线。输出线。PC0PC5(3739,1,2,5脚脚)：C口数据输入口数据输入/输出线输出线及控制联络线。及控制联络线。IO/M(7脚脚)：I/O口与存储器口与存储器RAM选择线。当其为高电选择线。当其为高电平时选择平时选择I/O口；当其为低电平时选择存储器口；当其为低电平时选择存储器RAM。8155/8156的地址分配见表的地址分配见表7-4。MIO/A7 A6 A5A4A3A2A1A0寄存器名称寄存器名称1 000命令命令/状态寄存器状态寄存器1 001A口口1 010B口口1 011C口口1 100定时器低定时器低8位位TL1 101

42、定时器高六位定时器高六位TH及方式寄存器及方式寄存器0 256字节字节RAM地地址址表表7-4 8155/8156地址分配表地址分配表2.8155/8156工作方式工作方式 8155/8156的工作方式由的工作方式由8155/8156的内部控制寄存的内部控制寄存器的内容决定。控制寄存器只能写入不能读出，控器的内容决定。控制寄存器只能写入不能读出，控制字的格式为：制字的格式为：D7D6D5D4D3D2D1D0TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA TM2 TM1：计数器启停控制位计数器启停控制位 0 0 ：不影响计数器操作。不影响计数器操作。0 1 ：计数器停止计数工作。计数器停止计数工作

43、。1 0 ：计数长度减为计数长度减为0时停止计数。时停止计数。1 1 ：启动计数器工作。当方式和计数值设定后启动计数器工作。当方式和计数值设定后立即启动计数器；若计数器正在计数则计数结束后，立即启动计数器；若计数器正在计数则计数结束后，按新的工作方式和计数值进行计数。按新的工作方式和计数值进行计数。IEB：B口中断控制位。口中断控制位。IEB=1允许允许B口中断，口中断，IEB=0禁止禁止B口中断。口中断。IEA：A口中断控制位。口中断控制位。IEA=1允许允许A口中断，口中断，IEA=0禁止禁止A口中断。口中断。PC2 PC1：I/O口工作方式控制位。口工作方式控制位。0 0 ：工作方式：工

44、作方式0，A、B口：基本输入、输出方口：基本输入、输出方 式，式，C口：输入。口：输入。0 1 ：工作方式：工作方式1，A、B口：基本输入、输出方口：基本输入、输出方 式，式，C口：输出。口：输出。1 0 ：工作方式：工作方式2，A口：选通控制输入、输出方口：选通控制输入、输出方 式；式；B口：基本输入、输出方式。口：基本输入、输出方式。1 1 ：工作方式：工作方式3，A、B口选通输入、输出方式。口选通输入、输出方式。PB：B口输入输出控制，口输入输出控制，PB=1，B口输出数据，口输出数据，PB=0，B口输入数据。口输入数据。PA：A口输入输出控制，口输入输出控制，PA=1，A口输出数据，口

45、输出数据，PB=0，A口输入数据。口输入数据。8155/8156还有一个状态寄存器，该寄存器只能读还有一个状态寄存器，该寄存器只能读出，不能写入其地址与控制寄存器相同。状态寄存出，不能写入其地址与控制寄存器相同。状态寄存器的格式如下：器的格式如下：D7D6 D5D4D3D2D1D0 xTIMER INTEB BBF INTR B INTEAABFINTR A D3、D0：INTR B、INTR A，中断申请标志位，中断申请标志位。D5、D2：INTE B、INTE A，中断允许控制位。，中断允许控制位。D4、D1：BBF、ABF，缓冲器满标志位。，缓冲器满标志位。D6：TIMER，定时器中断标

46、志位。，定时器中断标志位。8155/8156的定时的定时/计数器的工作方式由定时计数器的工作方式由定时/计数寄存器计数寄存器的内容决定，定时的内容决定，定时/计数寄存器为十六位，其中十四位用计数寄存器为十六位，其中十四位用作定时作定时/计数常数，另两位为定时计数常数，另两位为定时/计数工作方式控制位。计数工作方式控制位。寄存器的格式如下：寄存器的格式如下：D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0M2M1T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3T2T1T0 T13T0：定时：定时/计数长度，计数长度，14位。位。M2、M1：定时：定时/计数器工作方

47、式。计数器工作方式。0 0 单方波方式输出单方波方式输出 0 1 连续方波方式输出连续方波方式输出 1 0 单脉冲方式输出单脉冲方式输出 1 1 连续脉冲方式输出连续脉冲方式输出 8155/8156与单片机的连接见图与单片机的连接见图7-20。图图7-20 8155与与8031的连接的连接 按图连接按图连接8155的地址编码为：的地址编码为：8155RAM地址：地址：3F00H3FFFH I/O口地址：口地址：命令命令/状态寄存器：状态寄存器：7F00H A口：口：7F01H B口：口：7F02H C口：口：7F03H TL：7F04H TH：7F05H假定假定A口为基本输出方式，口为基本输出

48、方式，B口为基本输入方式，定口为基本输入方式，定时器为连续方波输出形式，计数器对输入脉冲信号时器为连续方波输出形式，计数器对输入脉冲信号进行进行48分频，分频，8155的控制程序如下：的控制程序如下：PIO:MOV DPTR,#7F04H；定时器低；定时器低8位地址位地址 MOV A,#2CH；分频常数为；分频常数为2CH MOVX DPTR,A INC DPTR；定时器高位地址。；定时器高位地址。MOV A,#40H；连续方波控制字。；连续方波控制字。MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7F00H；指向控制口。；指向控制口。MOV A,#0C1H；A口输出数据，口输出数据，B口输入数

49、据。口输入数据。MOVX DPTR,A；启动定时器工作。；启动定时器工作。从从8155A口输出数据：口输出数据：MOV DPTR,#7F01H ；A口地址口地址 MOVX DPTR,A ；累加器数据输出到；累加器数据输出到A口口通过串行口扩展并行通过串行口扩展并行I/O口口 当当51单片机的串行口工作于移位寄存器方式时，可单片机的串行口工作于移位寄存器方式时，可通过串口扩展并行口。通过串口扩展并行口。图图7-21 用用74LS164扩展扩展并行并行I/O口口 74LS164的接收数据端的接收数据端A、B连接到单片机的串口移位发连接到单片机的串口移位发送端送端RXD上，上，74LS164的移的移

50、位信号输入端位信号输入端CLK连接到单连接到单片机的串口移位脉冲输出端片机的串口移位脉冲输出端TXD上。在移位脉冲的作用上。在移位脉冲的作用下把串口数据依次移出到下把串口数据依次移出到74LS164的数据输入端的数据输入端A、B上，转换成并行数据输出。上，转换成并行数据输出。7.4 8253及其与单片机接口扩展及其与单片机接口扩展 8253可编程定时可编程定时/计数器接口芯片采用计数器接口芯片采用NMOS工艺，工艺，内部含有三个完全独立的十六位定时内部含有三个完全独立的十六位定时/计数器，每个计数器，每个定时定时/计数器均有六种工作方式，可方便地与单片机计数器均有六种工作方式，可方便地与单片机