1、第九章第九章 單片微機的系統(tǒng)擴展原理單片微機的系統(tǒng)擴展原理及接口技術及接口技術 系統(tǒng)擴展系統(tǒng)擴展是指單片微機內部各功能部件不能滿是指單片微機內部各功能部件不能滿足應用系統(tǒng)要求時，在片外連接相應的外圍芯片以足應用系統(tǒng)要求時，在片外連接相應的外圍芯片以滿足應用系統(tǒng)要求。滿足應用系統(tǒng)要求。 主要有主要有程序存儲器的擴展、數(shù)據(jù)存儲器的擴展、程序存儲器的擴展、數(shù)據(jù)存儲器的擴展、I/O口的擴展、中斷系統(tǒng)擴展以及其它特殊功能接口口的擴展、中斷系統(tǒng)擴展以及其它特殊功能接口的擴展等。的擴展等。9.1 9.1 系統(tǒng)擴展原理系統(tǒng)擴展原理 對于單片微機系統(tǒng)擴展的方法有并行擴展法和對于單片微機系統(tǒng)擴展的方法有并行擴展法

2、和串行擴展法兩種。串行擴展法兩種。并行擴展法并行擴展法：利用單片微機本身具備的三組總線：利用單片微機本身具備的三組總線（AB、DB、CB）進行的系統(tǒng)擴展。）進行的系統(tǒng)擴展。串行擴展法串行擴展法：利用：利用SPI三線總線和三線總線和I2C雙線總線等進雙線總線等進行串行系統(tǒng)擴展。行串行系統(tǒng)擴展。 有的單片微機應用系統(tǒng)同時采用并行擴展法和有的單片微機應用系統(tǒng)同時采用并行擴展法和串行擴展法串行擴展法。 單片微機是通過芯片的引腳進行系統(tǒng)擴展的。單片微機是通過芯片的引腳進行系統(tǒng)擴展的。 80C51系列帶總線的芯片引腳可以構成系列帶總線的芯片引腳可以構成圖圖91所所示的三總線結構。示的三總線結構。 具有同樣

3、并行總線的外部芯片通過這三組總線與具有同樣并行總線的外部芯片通過這三組總線與單片微機連接。單片微機連接。 9.1.1 外部并行擴展原理外部并行擴展原理圖圖91 80C51系列單片微機的三總線結構系列單片微機的三總線結構（1）地址總線（地址總線（AB）由由P0口提供低口提供低8位地址位地址A0A7，P2口提供高口提供高8位地址位地址A8A15。P0口是地址總線低口是地址總線低8位和位和8位數(shù)據(jù)總線復用口，位數(shù)據(jù)總線復用口，只能分時用作地址線。只能分時用作地址線。P0口輸出的低口輸出的低8位地址位地址A0A7必須用必須用鎖存器鎖存器鎖存。鎖存。鎖存器的鎖存控制信號來自單片微機鎖存器的鎖存控制信號來

4、自單片微機ALE引腳引腳輸出的控制信號。在輸出的控制信號。在ALE的下降沿的下降沿將將P0口輸出的地址口輸出的地址A0A7鎖存。鎖存。P0、P2口在系統(tǒng)擴展中用作地址線后口在系統(tǒng)擴展中用作地址線后便不能作為一般便不能作為一般I/O口使用?？谑褂?。地址總線寬度為地址總線寬度為16位，可尋址范圍為位，可尋址范圍為64 KB。7 圖圖9-2 AT89C51單片機擴展的片外三總線單片機擴展的片外三總線（2）數(shù)據(jù)總線（數(shù)據(jù)總線（DB） 由由P0口提供，用口提供，用D0D7表示。表示。P0口為三態(tài)雙口為三態(tài)雙向口，是應用系統(tǒng)中使用最為頻繁的通道。單片微向口，是應用系統(tǒng)中使用最為頻繁的通道。單片微機與外部交

5、換的所有數(shù)據(jù)、指令、信息，除少數(shù)可機與外部交換的所有數(shù)據(jù)、指令、信息，除少數(shù)可直接通過直接通過P1口外，全部通過口外，全部通過P0口傳送?？趥魉?。數(shù)據(jù)總線是并連到多個連接的外圍芯片的數(shù)據(jù)總線是并連到多個連接的外圍芯片的數(shù)數(shù)據(jù)線據(jù)線上，而在上，而在同一時間同一時間里只能夠有里只能夠有一個一個是有效的數(shù)是有效的數(shù)據(jù)傳送通道。哪個芯片的數(shù)據(jù)通道有效，則由地址據(jù)傳送通道。哪個芯片的數(shù)據(jù)通道有效，則由地址線控制各個芯片的片選線來選擇。線控制各個芯片的片選線來選擇。(3)控制總線（控制總線（CB） 包括片外系統(tǒng)擴展用控制線和片外信號對單片微機包括片外系統(tǒng)擴展用控制線和片外信號對單片微機的控制線。的控制線。

6、ALE：輸出：輸出P0口上地址與數(shù)據(jù)隔離信號，用于鎖存口上地址與數(shù)據(jù)隔離信號，用于鎖存P0口輸出的低口輸出的低8位地址的控制線。位地址的控制線。PSEN ：讀片外程序存儲器中的數(shù)據(jù)：讀片外程序存儲器中的數(shù)據(jù)。“讀讀”片外片外程序存儲器中數(shù)據(jù)（指令）時，不能用程序存儲器中數(shù)據(jù)（指令）時，不能用“ ”信號，信號，而只能用而只能用 PSEN信號。信號。EA：選擇片內或片外程序存儲器。：選擇片內或片外程序存儲器。 當當 0時，只訪問外部程序存儲器。時，只訪問外部程序存儲器。 當當 1時，先訪問內部程序存儲器，內部程序存儲時，先訪問內部程序存儲器，內部程序存儲器全部訪問完之后，再訪問外部程序存儲器。器全

7、部訪問完之后，再訪問外部程序存儲器。 RDEAEA 、 ：片外數(shù)據(jù)存儲器和：片外數(shù)據(jù)存儲器和I/O端口的寫、讀控端口的寫、讀控制。當執(zhí)行片外數(shù)據(jù)存儲器操作指令制。當執(zhí)行片外數(shù)據(jù)存儲器操作指令MOVX時，自動時，自動生成生成 、 控制信號控制信號常用地址鎖存器如圖所示。常用地址鎖存器如圖所示。 WRRDRDWR74LS37374LS373是是有輸出三態(tài)門的電平允許有輸出三態(tài)門的電平允許8D8D鎖存器鎖存器。當。當G G（使能端）（使能端）為為高電平高電平時，鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端時，鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端Q Q的狀態(tài)與數(shù)據(jù)輸入端的狀態(tài)與數(shù)據(jù)輸入端D D相相同（透明的）。當同（透明的）。當G G端從端從高

8、電平返回到低電平高電平返回到低電平時（下降沿時（下降沿后），輸入端的數(shù)據(jù)就被鎖存在鎖存器中，數(shù)據(jù)輸入端后），輸入端的數(shù)據(jù)就被鎖存在鎖存器中，數(shù)據(jù)輸入端D D的的變化不再影響變化不再影響Q Q端輸出。端輸出。 74LS27374LS273是帶公共時鐘復位八是帶公共時鐘復位八D D觸發(fā)器觸發(fā)器(1)1(1)1腳是復位腳是復位CLR,CLR,低電平有效低電平有效, ,當當1 1腳是低電平時腳是低電平時, ,輸出全部輸出輸出全部輸出0,0,即全部復位即全部復位; ;(2)(2)當當1 1腳為高電平時腳為高電平時,11(CLK),11(CLK)腳是鎖存控制端腳是鎖存控制端, ,并且是并且是上升沿觸上升沿

9、觸發(fā)鎖存發(fā)鎖存, ,當當1111腳有一個上升沿腳有一個上升沿, ,立即鎖存輸入腳的電平狀態(tài)立即鎖存輸入腳的電平狀態(tài), ,并并且立即呈現(xiàn)在在輸出腳上且立即呈現(xiàn)在在輸出腳上. .所以，如果分別用所以，如果分別用273273和和373373來作為單片機的地址存器的話來作為單片機的地址存器的話, ,對對273273來說來說,1(CLR),1(CLR)腳必須接高電平腳必須接高電平,ALE,ALE信號經(jīng)過信號經(jīng)過反相反相后接后接1111腳腳( (因為單片機的因為單片機的ALEALE信號是以下降沿方式出現(xiàn)信號是以下降沿方式出現(xiàn)) )；對對373373來說來說,1,1腳接低電平腳接低電平, ,保證使能保證使能

10、,11,11腳腳直接直接接單片機的接單片機的ALEALE信號信號. .1.1.并行擴展方式的編址技術并行擴展方式的編址技術在單片微機應用系統(tǒng)中，為了唯一地選擇片外某一在單片微機應用系統(tǒng)中，為了唯一地選擇片外某一存儲單元或存儲單元或I/OI/O端口，需要進行兩種選擇。端口，需要進行兩種選擇。必須先找到該存儲單元或必須先找到該存儲單元或I/OI/O端口所在的芯片，稱端口所在的芯片，稱為為“片選片選” ” 通過對芯片本身所具有的地址線進行譯碼，然后通過對芯片本身所具有的地址線進行譯碼，然后確定唯一的存儲單元或確定唯一的存儲單元或I/OI/O端口，稱為端口，稱為“字選字選”。地址空間分配地址空間分配注

11、意，注意，“片選片選”和和“字選字選”都是單片機通過地址線都是單片機通過地址線一次發(fā)出一次發(fā)出的地址信號來完成選擇的地址信號來完成選擇。 “片選片選” ” 保證每次讀或寫時，只選中某一片存儲器保證每次讀或寫時，只選中某一片存儲器芯片或芯片或I/OI/O接口芯片。常用的方法有接口芯片。常用的方法有4 4種：種：“線選法線選法” ” 、“地址譯碼法地址譯碼法” ” 、應用、應用 “ “可編程器件可編程器件PAL/GAL” PAL/GAL” 或或“I/OI/O口線口線” ” 。 (1) (1) 線選法線選法：一般是利用單片微機的：一般是利用單片微機的最高最高幾位空余幾位空余的地址線中一根的地址線中一

12、根( (如如P2.7) P2.7) 作為某一片存儲器芯片或作為某一片存儲器芯片或I/OI/O接口芯片的接口芯片的“片選片選” ” 控制線控制線。用于應用系統(tǒng)中擴用于應用系統(tǒng)中擴展芯片較少的場合。展芯片較少的場合。低位地址線低位地址線A0A0A10A10實現(xiàn)片內尋址（字選）。實現(xiàn)片內尋址（字選）。高位地址線高位地址線A11A11A13A13實現(xiàn)片選（實現(xiàn)片選（A11A11A13A13中只允許有一中只允許有一根為低電平，另二根必須為高電平，否則出錯）。根為低電平，另二根必須為高電平，否則出錯）。無關位無關位A14A14、A15A15可任取，可任取，高位地址線直接連到存儲器芯片的片選端。高位地址線直

13、接連到存儲器芯片的片選端。線選法線選法二進制表示二進制表示 16進制進制表示表示 無關位無關位片外地址線片外地址線片內地址線片內地址線A15 A14A13 A12 A11A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0芯芯片片1 11 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0F000H. . . . . . . . . . . . . .1 11 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1F7FFH芯芯片片1 11 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0E800H. . . . . . . . . . . . . . .1 11 0 11 1 1 1

14、1 1 1 1 1 1 1EFFFH 芯芯片片1 10 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0D800H. . . . . . . . . . . . . . .1 10 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1DFFFH線選法三片存儲器芯片地址分配表線選法三片存儲器芯片地址分配表線選法優(yōu)點：連接簡單；線選法優(yōu)點：連接簡單； 缺點：芯片地址空間不連續(xù)；缺點：芯片地址空間不連續(xù)； 適用于擴展存儲容量較小的場合。適用于擴展存儲容量較小的場合。(2) 譯碼法譯碼法：用譯碼器對空余的高位地址線進行：用譯碼器對空余的高位地址線進行譯碼，而譯碼器的輸出作為譯碼，而譯碼器的輸出作為“片選片

15、選” 控制線。控制線。常用的譯碼器有常用的譯碼器有3/8譯碼器譯碼器74LS138、雙、雙2/4譯碼譯碼器器74LS139、4/16譯碼器譯碼器74LS154等。等。3/8譯碼器譯碼器74LS138的管腳見下頁圖。的管腳見下頁圖。G1、 、 ：使能端。：使能端。 當當G1=1， = =0時，芯片使能。時，芯片使能。C、B、A：譯碼器輸入，高電平有效。：譯碼器輸入，高電平有效。 Y ：譯碼器輸出，低電平有效。：譯碼器輸出，低電平有效。2AG2AG2BGG2B圖圖83 74LS138三三-八譯碼器八譯碼器譯碼法：譯碼法：通過譯碼器將高位地址線轉換為片選信號。通過譯碼器將高位地址線轉換為片選信號。二

16、進制表示二進制表示 16進制進制表示表示 無關位無關位片外地址線片外地址線片內地址線片內地址線A15A14 A13 A12 A11A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0芯芯片片10 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 08000H. . . . . . . . . . . . . . .10 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 187FFH芯芯片片10 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 08800H. . . . . . . . . . . . . . .10 0 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18FFFH

17、芯芯片片10 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 09000H. . . . . . . . . . . . . . .1 0 0 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 197FFH譯碼法三片存儲器芯片地址分配表譯碼法三片存儲器芯片地址分配表 譯碼法與線選法比較，硬件電路稍復雜，需要譯碼法與線選法比較，硬件電路稍復雜，需要使用譯碼器，但可充分利用存儲空間，全譯碼時還使用譯碼器，但可充分利用存儲空間，全譯碼時還可避免地址重疊現(xiàn)象，局部譯碼因還有部分高位地可避免地址重疊現(xiàn)象，局部譯碼因還有部分高位地址線未參與譯碼，因此仍存在地址重疊現(xiàn)象。址線未參與譯碼，因此仍存在地址重疊現(xiàn)象

18、。 譯碼法的另一個優(yōu)點是若譯碼器輸出端留有剩譯碼法的另一個優(yōu)點是若譯碼器輸出端留有剩余端線未用時，便于繼續(xù)擴展存儲器或余端線未用時，便于繼續(xù)擴展存儲器或I/O口接口電口接口電路。路。 譯碼法和線選法不僅適用于擴展存儲器譯碼法和線選法不僅適用于擴展存儲器(包括外包括外RAM和外和外ROM)，還適用于擴展，還適用于擴展I/O口口(包括各種外包括各種外圍設備和接口芯片圍設備和接口芯片)。 可編程陣列邏輯器件可編程陣列邏輯器件PAL(Programmable Array Logic)和通用陣列邏輯和通用陣列邏輯GAL(Generic Array Logic)(加密性好加密性好) 。有的應用系統(tǒng)為了有的

19、應用系統(tǒng)為了硬件電路加密硬件電路加密，采用，采用PAL或或GAL來進行地址譯碼和分配來進行地址譯碼和分配(比如有的單片微機仿真比如有的單片微機仿真器器)，你能看到的是，你能看到的是PAL或或GAL的輸入線和輸出線，的輸入線和輸出線，而無法掌握內部邏輯關系。而無法掌握內部邏輯關系。 輸入輸出線輸入輸出線作為譯碼線作為譯碼線可以利用空余的可以利用空余的I/O口線口線(如如P1.0) ，或應用系統(tǒng)，或應用系統(tǒng)擴展的擴展的I/O口線作為芯片的片選線，當該口線作為芯片的片選線，當該I/O口線輸出口線輸出低電平時，即選中了該芯片。低電平時，即選中了該芯片。 地址總線寬度為地址總線寬度為 1616位，在片外

20、可擴展的存儲位，在片外可擴展的存儲器最大容量為器最大容量為64KB64KB，地址為，地址為0000H0000HFFFFHFFFFH。 片外數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器的操作使用不同片外數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器的操作使用不同的指令和控制信號，允許兩者的地址重疊，故片外的指令和控制信號，允許兩者的地址重疊，故片外可擴展的數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器最大容量分別為可擴展的數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器最大容量分別為64 KB64 KB。 片外數(shù)據(jù)存儲器與片內數(shù)據(jù)存儲器的操作指令片外數(shù)據(jù)存儲器與片內數(shù)據(jù)存儲器的操作指令不同（片外不同（片外RAMRAM只能用只能用MOVXMOVX指令）。允許兩者地址重指令）。允許兩者地址重疊

21、，亦即外部擴展數(shù)據(jù)存儲器地址可從疊，亦即外部擴展數(shù)據(jù)存儲器地址可從0000H0000H開始。開始。I/OI/O口擴展與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，不再口擴展與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，不再另外提供地址線。另外提供地址線。 外部串行總線主要包括：外部串行總線主要包括：SPI總線和總線和I2C總線兩種?？偩€兩種。 1. SPI三線總線結構三線總線結構 SPI三線總線結構是一個同步外圍接口，允許三線總線結構是一個同步外圍接口，允許MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信。與各種外圍設備以串行方式進行通信。一個完整的一個完整的SPI系統(tǒng)有如下的特性：系統(tǒng)有如下的特性： . .全雙工、三線同步傳送；全雙工、三線

22、同步傳送； . .主、從機工作方式；主、從機工作方式； . .可程控的主機位傳送頻率、時鐘極性和相位；可程控的主機位傳送頻率、時鐘極性和相位； . .發(fā)送完成中斷標志；發(fā)送完成中斷標志； . .寫沖突保護標志。寫沖突保護標志。 在大多數(shù)場合，使用一個在大多數(shù)場合，使用一個MCU作為主機，控制數(shù)據(jù)作為主機，控制數(shù)據(jù)向一個或多個從機（外圍器件）的傳送。向一個或多個從機（外圍器件）的傳送。 9.1.2 圖圖85 SPI系統(tǒng)時鐘的極性和相位關系系統(tǒng)時鐘的極性和相位關系圖圖9-49-4 SPISPI數(shù)據(jù)傳送格式數(shù)據(jù)傳送格式 使用兩根信號線（使用兩根信號線（SDA和和SCL）串行的方法進行）串行的方法進行

23、信息傳送，并允許若干兼容器件共享的雙線總線，稱為信息傳送，并允許若干兼容器件共享的雙線總線，稱為I2C總線?？偩€。I2C總線系統(tǒng)的示意圖見總線系統(tǒng)的示意圖見圖圖95。SDA：串行數(shù)據(jù)線，傳輸雙向的數(shù)據(jù)。：串行數(shù)據(jù)線，傳輸雙向的數(shù)據(jù)。SCL：串行時鐘線，傳輸時鐘信號，同步串行數(shù)：串行時鐘線，傳輸時鐘信號，同步串行數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。據(jù)線上的數(shù)據(jù)。 圖圖86 I2C總線系統(tǒng)示意圖總線系統(tǒng)示意圖 為片外程序存儲器讀選擇信號。正常運行時，該為片外程序存儲器讀選擇信號。正常運行時，該引腳不能浮空。引腳不能浮空。 根據(jù)連接電平的不同，單片微機有兩種取指過程：根據(jù)連接電平的不同，單片微機有兩種取指過程：（1）

24、當當 1時，時，80C51單片微機所有片內程序存儲器有效。單片微機所有片內程序存儲器有效。 當程序計數(shù)器當程序計數(shù)器PC運行于片內程序存儲器的尋址范圍內時，運行于片內程序存儲器的尋址范圍內時，P0口、口、P2 口及口及 線沒有信號輸出；當程序計數(shù)器線沒有信號輸出；當程序計數(shù)器PC的值超的值超出上述范圍后，出上述范圍后，P0口、口、P2 口及口及 線才有信號輸出。線才有信號輸出。（2）當）當 0時，時，80C51單片微機所有片內程序存儲器無效單片微機所有片內程序存儲器無效，只能訪問片外程序存儲器。伴隨著單片微機復位，只能訪問片外程序存儲器。伴隨著單片微機復位，P0口、口、P2口及口及 線均有信號

25、輸出。線均有信號輸出。EAEAPSENEAPSENPSEN 80C51訪問片外程序存儲器時，使用如下的信號：訪問片外程序存儲器時，使用如下的信號： P0口：分時輸出程序存儲器的低口：分時輸出程序存儲器的低8位地址和位地址和8位位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 ALE：在：在ALE的下降沿時，的下降沿時，P0口上出現(xiàn)穩(wěn)定的口上出現(xiàn)穩(wěn)定的程序存儲器的低程序存儲器的低8位地址，用位地址，用ALE信號鎖存這低信號鎖存這低8位地位地址。址。 P2口：在整個取指周期中，輸出穩(wěn)定的程序存口：在整個取指周期中，輸出穩(wěn)定的程序存儲器的高儲器的高8位地址。位地址。 ：低電平有效。在：低電平有效。在ALE的下降沿之后，的下降沿之后，

26、由高變?yōu)榈?，此時片外程序存儲器的內容（指令字）由高變?yōu)榈?，此時片外程序存儲器的內容（指令字）送到送到 P0口，而后在口，而后在 的上升沿將指令字送入指令的上升沿將指令字送入指令寄存器，寄存器， 信號作為片外程序存儲器的信號作為片外程序存儲器的“讀讀”選通選通信號。信號。PSENPSENPSEN片外程序存儲器取指操作時序片外程序存儲器取指操作時序 片內程序存儲器容量越來越大，如片內程序存儲器容量越來越大，如89C5887C58的片內程序存儲器的容量高達的片內程序存儲器的容量高達32KB，甚至為，甚至為 64 KB。而價格相對以前也大大降低。而價格相對以前也大大降低。程序存儲器的擴展已不是必須，僅

27、作為一種技術程序存儲器的擴展已不是必須，僅作為一種技術來加以介紹。來加以介紹。 通常只需要擴展一片或兩片通常只需要擴展一片或兩片EPROM芯片就足夠。芯片就足夠。ROMROM芯片及擴展方法芯片及擴展方法 1 1、EPROMEPROM存儲器及擴展存儲器及擴展常用的常用的EPROMEPROM芯片有芯片有27322732、27642764、2712827128、2725627256、2751227512等等 。型號型號 “ “27”27”后面的數(shù)字表示其位存儲容量。后面的數(shù)字表示其位存儲容量。如果換算成字節(jié)容如果換算成字節(jié)容量，只需將該數(shù)字除以量，只需將該數(shù)字除以8 8即可。芯片引腳功能：即可。芯片

28、引腳功能：A0A15：地址線引腳。它的數(shù)目由芯片的存儲容量決定，用于進行單元選擇。D7D0：數(shù)據(jù)線引腳。 ：片選控制端。 ：輸出允許控制端。 ：編程時，編程脈沖的輸入端。CEOEPCM圖圖8-8 EPROM芯片引腳芯片引腳圖圖9-9 常用常用EPROM芯片引腳芯片引腳EPROM存儲器擴展電路：存儲器擴展電路：圖圖910 程序存儲器的擴展電路程序存儲器的擴展電路圖圖911 程序存儲器的擴展電路程序存儲器的擴展電路門門上圖中上圖中27C128地址是多少？容量？地址是多少？容量？在上在上圖圖電路中電路中 是接高電平的。是接高電平的。27128A是是16KB容量的容量的EPROM，14根地址線根地址線

29、A0A13。系統(tǒng)中只擴展了一片程序存儲器，。系統(tǒng)中只擴展了一片程序存儲器，27128A的片選端的片選端可直接接地，一直有效。可直接接地，一直有效。EA=1，程序存儲器先片內，程序存儲器先片內4KB、即、即0000H0FFFH。當當PC值超出片內程序存儲器容量時，自動轉向片外。值超出片內程序存儲器容量時，自動轉向片外。所以片外所以片外27C128的地址為的地址為1000H 3FFFH，共，共12KB。EA2、EEPROM存儲器及擴展存儲器及擴展 常用的常用的EEPROM芯片有芯片有2864、2817等等 。123456789101112131428272625242322212019181716

30、152864AVccWENCA8A9A11OEA10CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDRDY/BUSY1NC2A73A64A55A46A37A28A19A010I/O011I/O112I/O213GND14I/O315I/O416I/O517I/O618I/O719CE20A1021OE22NC23A9242817AA825NC26WE27VCC28 存儲器固有不揮發(fā)性存儲器固有不揮發(fā)性 高密度高密度 低功耗低功耗 晶體管單元晶體管單元 在線可重寫在線可重寫FLASH SRAM DRAM EEPROM OTP/E

31、PROM 掩膜掩膜ROM 常用的數(shù)據(jù)存儲器有動態(tài)常用的數(shù)據(jù)存儲器有動態(tài)RAM和靜態(tài)和靜態(tài)RAM，有并行有并行RAM和串行和串行RAM。 各種存儲器性能的比較各種存儲器性能的比較 如如表表8 - 2 “MOVX A，DPTR”和和“MOVX DPTR，A”的操作的操作時序示于下頁。時序示于下頁。從圖中可以看出，執(zhí)行該組指令時，機器周期從圖中可以看出，執(zhí)行該組指令時，機器周期1為取指周為取指周期，期，在取指周期的在取指周期的S5狀態(tài)，當狀態(tài)，當ALE為下降沿時，在為下降沿時，在P0總線上出總線上出現(xiàn)的是數(shù)據(jù)存儲器的低現(xiàn)的是數(shù)據(jù)存儲器的低8位地址，即位地址，即DPL；在；在P2口上出現(xiàn)的是數(shù)口上出現(xiàn)

32、的是數(shù)據(jù)存儲器的高據(jù)存儲器的高8位地址，即位地址，即DPH。 取指操作之后，直至機器周期取指操作之后，直至機器周期2的的S3狀態(tài)之前，狀態(tài)之前，一直維持高電平。而在機器周期一直維持高電平。而在機器周期2的的S1與與S2狀態(tài)之間的狀態(tài)之間的ALE不再不再出現(xiàn)。出現(xiàn)。 執(zhí)行執(zhí)行“MOVX A，DPTR”時，從機器周期時，從機器周期2開始到開始到S3狀態(tài)，狀態(tài)， 出現(xiàn)低電平。此時允許將片外數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)送上出現(xiàn)低電平。此時允許將片外數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)送上P0口，在口，在 的上升沿將數(shù)據(jù)讀入累加器的上升沿將數(shù)據(jù)讀入累加器A。數(shù)據(jù)為輸入。數(shù)據(jù)為輸入。PSENRDRD“MOVX A,DPTR” 和和“MO

33、VX DPTR,A” 的操作時序的操作時序 執(zhí)行執(zhí)行“MOVX DPTR，A”時，從機器周期時，從機器周期2開始到開始到S3狀態(tài)，狀態(tài)， 出現(xiàn)低電平。此時出現(xiàn)低電平。此時P0口上將口上將送出累加器送出累加器A的數(shù)據(jù)，在的數(shù)據(jù)，在 的上升沿將數(shù)據(jù)寫入的上升沿將數(shù)據(jù)寫入片外數(shù)據(jù)存儲器中。數(shù)據(jù)為輸出。片外數(shù)據(jù)存儲器中。數(shù)據(jù)為輸出。 此時此時P0口為地址、數(shù)據(jù)復用總線；口為地址、數(shù)據(jù)復用總線；P2口在機口在機器周期器周期1的的S4狀態(tài)之后出現(xiàn)鎖存的高狀態(tài)之后出現(xiàn)鎖存的高8位地址（位地址（DPH）；用控制線來調動數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳輸）；用控制線來調動數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳輸方向：而方向：而 有效時數(shù)據(jù)為輸入

34、，有效時數(shù)據(jù)為輸入， 有效時數(shù)有效時數(shù)據(jù)為輸出。據(jù)為輸出。WRRDWRWR數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器:常用的數(shù)據(jù)存儲器常用的數(shù)據(jù)存儲器SRAM芯片有芯片有6116626462256等。等。2. 片外并行數(shù)據(jù)存儲器的擴展片外并行數(shù)據(jù)存儲器的擴展16KB片外并行數(shù)據(jù)存儲器擴展電路片外并行數(shù)據(jù)存儲器擴展電路上圖所示的是用兩片上圖所示的是用兩片6264擴展擴展16KB片外并行數(shù)片外并行數(shù)據(jù)存儲器的電路。據(jù)存儲器的電路。采用線選法尋址。用一根口線采用線選法尋址。用一根口線P2.7來尋址：來尋址：P2. 7=0時，訪問時，訪問6264(0) ， 地址范圍為地址范圍為6000H7FFFH。P2.7=l時，時， 訪

35、問訪問6264(1)， 地址范圍為地址范圍為E000HFFFFH。80C51同時擴展外同時擴展外ROM和外和外RAM時典型連接電路時典型連接電路 地址線、數(shù)據(jù)線仍按地址線、數(shù)據(jù)線仍按80C51一般擴展外一般擴展外ROM時時方式連接。方式連接。 片選線，因外片選線，因外ROM只有一片，無需片選。只有一片，無需片選。2764 CE直接接地，始終有效。外直接接地，始終有效。外RAM雖然也只有一片，雖然也只有一片，但系統(tǒng)可能還要擴展但系統(tǒng)可能還要擴展I/O口，而口，而I/O口與外口與外RAM是是統(tǒng)一編址的，因此一般需要片選，統(tǒng)一編址的，因此一般需要片選，6264CE1接接P2.5，CE2直接接直接接V

36、cc，這樣，這樣6264的地址范圍為的地址范圍為C000HDFFFH，P2.6、P2.7可留給擴展可留給擴展I/O口片選口片選用。用。 讀寫控制線，讀外讀寫控制線，讀外ROM執(zhí)行執(zhí)行MOVC指令，由指令，由PSEN控制控制2764 OE，讀寫外，讀寫外RAM執(zhí)行執(zhí)行MOVX指令，指令，由由RD控制控制6264OE，WR控制控制6264WE。 1單片微機為什么需要單片微機為什么需要I/O接口電路接口電路 存儲器是半導體電路，與單片微機具有相同的電存儲器是半導體電路，與單片微機具有相同的電路形式，數(shù)據(jù)信號也是相同的（電平信號），能相互路形式，數(shù)據(jù)信號也是相同的（電平信號），能相互兼容直接使用，存儲

37、器與單片微機之間采用同步定時兼容直接使用，存儲器與單片微機之間采用同步定時工作方式。工作方式。存儲器與單片微機之間的連接相當簡單，除地址存儲器與單片微機之間的連接相當簡單，除地址線、數(shù)據(jù)線之外，就是讀或寫選通信號，實現(xiàn)起來非線、數(shù)據(jù)線之外，就是讀或寫選通信號，實現(xiàn)起來非常方便。常方便。 9.4.1 I/O擴展概述擴展概述CPU和外部設備之間的數(shù)據(jù)傳送卻十分復雜。和外部設備之間的數(shù)據(jù)傳送卻十分復雜。高速高速CPU與工作速度快慢差異很大的慢速外部設備與工作速度快慢差異很大的慢速外部設備的矛盾。的矛盾。 外部設備的數(shù)據(jù)信號是多種多樣的。外部設備的數(shù)據(jù)信號是多種多樣的。 外部設備種類繁多。外部設備種類

38、繁多。 外設的數(shù)據(jù)傳送有近距離的，也有遠距離的。外設的數(shù)據(jù)傳送有近距離的，也有遠距離的。 單片微機必須在單片微機和外設之間有一個接口單片微機必須在單片微機和外設之間有一個接口電路，通過接口電路對單片微機與外設之間的數(shù)據(jù)傳電路，通過接口電路對單片微機與外設之間的數(shù)據(jù)傳送進行協(xié)調。送進行協(xié)調。單片機與單片機與I/O設備的關系：設備的關系：接口電路主要有如下幾項功能：接口電路主要有如下幾項功能：速度協(xié)調速度協(xié)調 速度上的差異，使得數(shù)據(jù)的速度上的差異，使得數(shù)據(jù)的I/O傳送只能以異步方傳送只能以異步方式進行，在確認外設已為數(shù)據(jù)傳送作好準備的前提下式進行，在確認外設已為數(shù)據(jù)傳送作好準備的前提下才能進行才能

39、進行I/O操作。操作。三態(tài)緩沖三態(tài)緩沖 數(shù)據(jù)輸入時，輸入設備向數(shù)據(jù)輸入時，輸入設備向CPU傳送的數(shù)據(jù)也要通傳送的數(shù)據(jù)也要通過數(shù)據(jù)總線，為了維護數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)傳送的有秩序，過數(shù)據(jù)總線，為了維護數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)傳送的有秩序，只允許當前時刻正在進行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)只允許當前時刻正在進行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)總線，其它數(shù)據(jù)源都必須與數(shù)據(jù)總線處于隔離狀態(tài)?？偩€，其它數(shù)據(jù)源都必須與數(shù)據(jù)總線處于隔離狀態(tài)。要求接口電路能為三態(tài)緩沖功能。要求接口電路能為三態(tài)緩沖功能。數(shù)據(jù)轉換數(shù)據(jù)轉換包括：模數(shù)轉換、數(shù)模轉換、串并轉換和并串轉換等。包括：模數(shù)轉換、數(shù)模轉換、串并轉換和并串轉換等。 接口與端口接口與端口外設

40、之間在數(shù)據(jù)傳送方面的聯(lián)系。其功能主要是通過電外設之間在數(shù)據(jù)傳送方面的聯(lián)系。其功能主要是通過電路實現(xiàn)的，稱之為路實現(xiàn)的，稱之為接口電路接口電路。接口電路中應該包含有數(shù)據(jù)寄存器以保存輸入輸出數(shù)據(jù)、接口電路中應該包含有數(shù)據(jù)寄存器以保存輸入輸出數(shù)據(jù)、狀態(tài)寄存器以保存外設的狀態(tài)信息、命令寄存器以保存狀態(tài)寄存器以保存外設的狀態(tài)信息、命令寄存器以保存來自來自CPUCPU的有關數(shù)據(jù)傳送的控制命令。由于在數(shù)據(jù)的傳的有關數(shù)據(jù)傳送的控制命令。由于在數(shù)據(jù)的傳送中，送中，CPUCPU需要對這些寄存器的狀態(tài)口和保存命令的命需要對這些寄存器的狀態(tài)口和保存命令的命令口尋址等，通常把接口電路中這些已編址并能進行讀令口尋址等，通

41、常把接口電路中這些已編址并能進行讀或寫操作的寄存器稱之為或寫操作的寄存器稱之為端口端口（portport）, ,或簡稱口?；蚝喎Q口。一個接口電路就對應著多個端口地址。對它們像存儲單一個接口電路就對應著多個端口地址。對它們像存儲單元一樣進行編址。元一樣進行編址。 數(shù)據(jù)隔離技術數(shù)據(jù)隔離技術 輸入輸出的數(shù)據(jù)都要通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線進行傳輸入輸出的數(shù)據(jù)都要通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線進行傳送，為了正確地進行數(shù)據(jù)的傳送，就必須解決數(shù)據(jù)總線送，為了正確地進行數(shù)據(jù)的傳送，就必須解決數(shù)據(jù)總線的隔離問題。的隔離問題。對于輸出設備的接口電路，要提供鎖存器，當允對于輸出設備的接口電路，要提供鎖存器，當允許接收輸出數(shù)據(jù)時鎖存器打

42、開，否則關閉。許接收輸出數(shù)據(jù)時鎖存器打開，否則關閉。對于輸入設備的接口電路，要使用三態(tài)緩沖電路對于輸入設備的接口電路，要使用三態(tài)緩沖電路或集電極開路門?；蚣姌O開路門。 三態(tài)緩沖電路三態(tài)緩沖電路 具有三態(tài)輸出的門電路，也稱之為三態(tài)門（具有三態(tài)輸出的門電路，也稱之為三態(tài)門（TSL），），低電平狀態(tài)、高電平狀態(tài)和高阻抗三種狀態(tài)。當三態(tài)緩低電平狀態(tài)、高電平狀態(tài)和高阻抗三種狀態(tài)。當三態(tài)緩沖器的輸出為高或低電平時，就是對數(shù)據(jù)總線的驅動狀沖器的輸出為高或低電平時，就是對數(shù)據(jù)總線的驅動狀態(tài)；當三態(tài)緩沖器的輸出為高阻抗時，就是對總線的隔態(tài)；當三態(tài)緩沖器的輸出為高阻抗時，就是對總線的隔離狀態(tài)。三態(tài)緩沖器的控制邏

43、輯如離狀態(tài)。三態(tài)緩沖器的控制邏輯如表表所示。所示。三態(tài)緩沖器的控制邏輯三態(tài)緩沖器的控制邏輯 三態(tài)控制信號三態(tài)控制信號 工作狀態(tài)工作狀態(tài) 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入 輸出端狀態(tài)輸出端狀態(tài) 1 高阻抗高阻抗 0 高阻抗高阻抗 1 高阻抗高阻抗 0 驅動驅動 0 0 1 1對三態(tài)緩沖電路的主要性能要求有：對三態(tài)緩沖電路的主要性能要求有： 速度快，信號延遲時間短。例如典型三態(tài)速度快，信號延遲時間短。例如典型三態(tài)緩沖器的延遲時間只有緩沖器的延遲時間只有8-13ns。較高的驅動能力。較高的驅動能力。高阻抗時對數(shù)據(jù)總線不呈現(xiàn)負載，最多只高阻抗時對數(shù)據(jù)總線不呈現(xiàn)負載，最多只能拉走不大于能拉走不大于0.04mA電流。電流

44、。 集電極開路門集電極開路門集電極開路門是從基本的與非門電路演變過來集電極開路門是從基本的與非門電路演變過來的，把集電極回路中的電阻除去，讓集電極開路，就的，把集電極回路中的電阻除去，讓集電極開路，就得到了集電極開路門電路?？梢宰鳛榧姌O開路的電得到了集電極開路門電路?？梢宰鳛榧姌O開路的電路有反相器、與非門以及與或非門等。路有反相器、與非門以及與或非門等。集電極開路器件的輸出是低電平起作用，如果集電極開路器件的輸出是低電平起作用，如果其中一個為低電平，則總的輸出即為低電平。只有當其中一個為低電平，則總的輸出即為低電平。只有當所有連在一起的集電極開路器件的輸出端均為高電平所有連在一起的集電極開

45、路器件的輸出端均為高電平時總的輸出才是高電平。對于這種邏輯關系有時也稱時總的輸出才是高電平。對于這種邏輯關系有時也稱之為之為“線與線與”。 I/O I/O編址技術編址技術 接口電路要對其中的端口進行編址。對端口編址接口電路要對其中的端口進行編址。對端口編址是為是為I/O操作而進行的，也稱為操作而進行的，也稱為I/O編址。常用的編址。常用的I/O編編址有獨立編址方式和統(tǒng)一編址方式址有獨立編址方式和統(tǒng)一編址方式 。 獨立編址方式獨立編址方式 優(yōu)點是優(yōu)點是I/O地址空間和存儲器地址空間相互獨立，地址空間和存儲器地址空間相互獨立，但需要專門設置一套但需要專門設置一套I/O指令和控制信號，從而增加了指令

46、和控制信號，從而增加了系統(tǒng)的開銷。系統(tǒng)的開銷。 統(tǒng)一編址方式統(tǒng)一編址方式 統(tǒng)一編址就是把系統(tǒng)中的統(tǒng)一編址就是把系統(tǒng)中的I/O和存儲器統(tǒng)一和存儲器統(tǒng)一進行編址。在這種編址方式中，把接口中的寄進行編址。在這種編址方式中，把接口中的寄存器（端口）與存儲器中的存儲單元同等對待存器（端口）與存儲器中的存儲單元同等對待，稱之為存儲器映像（，稱之為存儲器映像（memory mapped）編址）編址。80C51使用統(tǒng)一編址方式。在接口電路中的使用統(tǒng)一編址方式。在接口電路中的I/O編址也采用編址也采用16位地址，和存儲單元的地址長位地址，和存儲單元的地址長度一樣。度一樣。 I/O數(shù)據(jù)傳送的控制方式數(shù)據(jù)傳送的控制

47、方式 有無條件傳送方式、查詢方式、中斷方式和直有無條件傳送方式、查詢方式、中斷方式和直接存儲器存?。ń哟鎯ζ鞔嫒。―MA）4種方式。在單片微機中主要種方式。在單片微機中主要使用前三種方式。使用前三種方式。 無條件傳送方式無條件傳送方式無條件傳送也稱為同步程序傳送。在進行無條件傳送也稱為同步程序傳送。在進行I/O操操作時，不需要測試外部設備的狀態(tài)，可以根據(jù)需要隨作時，不需要測試外部設備的狀態(tài)，可以根據(jù)需要隨時進行數(shù)據(jù)傳送操作。時進行數(shù)據(jù)傳送操作。 查詢方式查詢方式查詢方式又稱之為有條件傳送方式，即數(shù)據(jù)的查詢方式又稱之為有條件傳送方式，即數(shù)據(jù)的傳送是有條件的。為了實現(xiàn)查詢方式的數(shù)據(jù)輸入輸出傳送是有

48、條件的。為了實現(xiàn)查詢方式的數(shù)據(jù)輸入輸出傳送，需要由接口電路提供外設狀態(tài)，并以軟件方法傳送，需要由接口電路提供外設狀態(tài)，并以軟件方法進行狀態(tài)測試。因此這是一種軟硬件方法結合的數(shù)據(jù)進行狀態(tài)測試。因此這是一種軟硬件方法結合的數(shù)據(jù)傳送方式。傳送方式。 中斷方式中斷方式當外設為數(shù)據(jù)傳送作好準備之后，就向當外設為數(shù)據(jù)傳送作好準備之后，就向CPU發(fā)發(fā)出中斷請求，出中斷請求，CPU響應中斷請求之后，轉去為外設的響應中斷請求之后，轉去為外設的數(shù)據(jù)輸入輸出服務。待服務完成之后，數(shù)據(jù)輸入輸出服務。待服務完成之后，CPU再繼續(xù)執(zhí)再繼續(xù)執(zhí)行被中斷的原程序。行被中斷的原程序。 簡單輸出口的擴展簡單輸出口的擴展 輸出口的主

49、要功能是進行輸出口的主要功能是進行數(shù)據(jù)保持數(shù)據(jù)保持(鎖存鎖存) ，一，一般應用鎖存器芯片實現(xiàn)。比如常用般應用鎖存器芯片實現(xiàn)。比如常用74LS377芯片，該芯片，該芯片是一個具有芯片是一個具有“使能使能”控制端的控制端的8D鎖存器。一個時鎖存器。一個時鐘輸入端鐘輸入端CK，一個鎖存允許信號，一個鎖存允許信號G，當，當G=0時，時，CK的上跳變將把的上跳變將把8位位D輸入端的數(shù)據(jù)打入輸入端的數(shù)據(jù)打入8位鎖存器，這位鎖存器，這時時Q輸出端將保持輸出端將保持D端輸入的數(shù)據(jù)。端輸入的數(shù)據(jù)。80C51與與74LS377的接口見的接口見圖圖912。 8.4.3 80C51簡單簡單I/O的擴的擴展展 9.4.

50、2 使用使用74系列器件擴展系列器件擴展I/O口口80C51與與74LS377接口電路圖接口電路圖 例：將一個數(shù)據(jù)字節(jié)從例：將一個數(shù)據(jù)字節(jié)從74LS377輸出輸出MOV DPTR，#7FFFH ；地址指針指向；地址指針指向74LS377MOV A，#DATA ；將輸出數(shù)據(jù)送；將輸出數(shù)據(jù)送AMOVX DPTR，A ；輸出數(shù)據(jù)；輸出數(shù)據(jù) 簡單輸入口的擴展簡單輸入口的擴展對于常態(tài)數(shù)據(jù)的輸入，只需采用對于常態(tài)數(shù)據(jù)的輸入，只需采用8位三態(tài)門控位三態(tài)門控制電路芯片即可。下圖是用制電路芯片即可。下圖是用74LS244通過通過P0口擴展的口擴展的8位并行輸入口，圖中，三態(tài)門由位并行輸入口，圖中，三態(tài)門由P2.

51、6和和 RD相或控相或控制，其端口地址為制，其端口地址為BFFFH。例：數(shù)據(jù)輸入例：數(shù)據(jù)輸入MOV DPTR，#0BFFFH；指向；指向74LS244口地址口地址MOVX A，DPTR；讀入數(shù)據(jù)；讀入數(shù)據(jù)80C51與與74LS244接口電路圖接口電路圖 使用使用74373擴展輸入口擴展輸入口74LSTTL I/O擴展舉例擴展舉例編寫程序把按鈕開關狀態(tài)通過上圖的發(fā)光二極管顯示出來。程序如下：DDIS：MOV DPTR，#0FEFFH ；輸入口地址；輸入口地址DPTRLP：MOVX A，DPTR；按鈕開關狀態(tài)讀入；按鈕開關狀態(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

52、口 SJMP LP ；反復連續(xù)執(zhí)行；反復連續(xù)執(zhí)行由程序可看出，對于擴展接口的輸入/輸出就像從外部RAM讀/寫數(shù)據(jù)一樣方便。上圖僅僅擴展了兩片，如果仍上圖僅僅擴展了兩片，如果仍不夠用，還可擴展多片不夠用，還可擴展多片74LS244、74LS273之類的芯片之類的芯片。但作為輸入輸入口時，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。 9.4.3 可編程可編程I/O并行接口芯片并行接口芯片8255A的擴展及應用的擴展及應用 在單片微機在單片微機I/O擴展中常用的并行可編程擴展中常用的并行可編程接口芯片有：接口芯片有：8255A ：可編程通用并行接口芯片。：可編程通用并行接口芯片。81

53、55：帶：帶RAM和定時器、計數(shù)器的可編程和定時器、計數(shù)器的可編程 并行接口芯片。并行接口芯片。8279 ：可編程鍵盤：可編程鍵盤/顯示器接口芯片顯示器接口芯片 。8255A芯片簡介芯片簡介Intel公司的可編程并行I/O接口芯片，3個個8位并行位并行I/O口，口，3種工作方式，種工作方式，單片機與多種外設連接時的中間接口電路。中間接口電路。引腳及內部結構如圖圖9-1和圖圖9-2所示所示。73圖圖9-1 8255A的引腳圖的引腳圖 圖圖9-2 8255A的內部結構的內部結構1引腳說明引腳說明共40個引腳個引腳，引腳功能如下引腳功能如下：D7D0：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與單片機的P0口連接，用來與單片

54、機之間傳送數(shù)據(jù)信息。 ：片選信號線，低有效，表示本芯片被選中。 ：讀信號線，低有效，讀8255A端口數(shù)據(jù)的控制信號。 ：寫信號線，低電平有效，用來向8255A寫入端口數(shù)據(jù)的控制信號。VCC：+5V電源。74CSRDWRPA7PA0：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，用來選擇8255A內部的4個端口。RESET：復位引腳，高電平有效。2內部結構內部結構如圖圖9-2所示所示，3個并行數(shù)據(jù)輸入個并行數(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，一個讀/寫控制邏輯電路和一個8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。各部件的功能如下：

55、75（1）端口）端口PA、PB、PC3個8位并行口PA、PB和PC，都可以選為輸入/輸出工作模式，功能和結構上有差異。PA口：口：一個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8位數(shù)據(jù)輸入鎖存輸入鎖存器。PB口：口：一個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8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器輸入緩沖器。PC口：口：一個8位的輸出鎖存器輸出鎖存器；一個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4位的端口，作為端口PA、PB選通方式操作時的狀態(tài)控制信號。76（2）A組和組和B組控制電路組控制電路是兩組根據(jù)80

56、C51寫入的“命令字命令字”控制8255A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（PC3PC0），并可用“命令字”來對端口PC的每一位實現(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)總線緩沖器是一個三態(tài)雙向8位緩沖器，作為8255A與系統(tǒng)總線之間的接口，用來傳送用來傳送數(shù)據(jù)、指令、控制命令以及外部狀態(tài)信息。77（4）讀）讀/寫控制邏輯電路寫控制邏輯電路接收接收80C51單片機發(fā)來單片機發(fā)來的控制信號控制信號 、 、RESET、地址信號地址信號A1、A0等，然后根據(jù)控制信號的要求，端口數(shù)據(jù)被80C51

57、單片機讀出，或者將80C51單片機送來的數(shù)據(jù)寫入端口。各端口工作狀態(tài)與控制信號的關系見表表9-1。78RDWR79RDWRCS2 工作方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/復位控制字復位控制字可向向8255A控制寄存器寫入兩種控制寄存器寫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8255A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志標志，以便與另一控制

58、字相區(qū)別（最高位D7 = 0）。8081圖圖9-3 8255A的方式控制字格式的方式控制字格式PCPC口分兩部分口分兩部分，隨，隨PAPA口口稱為稱為A A組組，隨，隨PBPB口口稱為稱為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纠?-19-1】80C5180C51向向8255A8255A的控制字寄存器寫入的控制字寄存器寫入工作方工作方式控制字式控制字95H95H，根據(jù)，根據(jù)圖圖9-39-3，將，將8255A8255A編程設置為：編程設置為：PAPA口方口方式式0 0輸入，輸入，PB

59、PB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822）PC口按位置位口按位置位/復位控制字復位控制字為另一控制字。即PC口中任何一位，可用一個寫入8255A控制口

60、的置位置位/復位控制字復位控制字來對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。【例【例9-2】 80C51向8255A的控制字寄存器寫入工作方工作方式控制字式控制字07H，則PC3置置1；08H寫入控制口，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A83圖圖9-4 PC口按位置位口按位置位/復位控制字格式復位控制字格式MOVXDPTR，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AM