第8章MCS-51單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)

一、系統(tǒng)擴展技術(shù)二、存儲器擴展技術(shù)三、并行I/O口擴展技術(shù)一、系統(tǒng)擴展技術(shù)1、MCS-51單片機三總線2、典型存儲器芯片（1）靜態(tài)隨機讀寫存儲器SRAM:6264（8K×8）

地址線：A12---A0；數(shù)據(jù)線：D7---D0;

寫允許：/WE;

讀信號：/OE；片選：/CE1、CE2尋址空間：0000H～1FFFH

A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

0000000000000

0000000000001

………….1111111111111（2）紫外線擦除可編程EPROM2716（2K×8）2732（4K×8）2764（8K×8）地址線：A12---A0；數(shù)據(jù)線：D7---D0;讀允許：/OE；片選：/CE

3、典型I/O接口芯片1、數(shù)據(jù)鎖存器74LS373、74LS2732、三態(tài)緩沖器74LS244、74LS2453、8255A可編程并行接口芯片1、8255A特點：8255A是一種通用的可編程并行I/O接口芯片具有3個8位并行端口：

PA口、PB口、PC口3個端口分2組控制：

A組控制A口和C口的上半部；

B組控制B口和C口的下半部。3種可編程工作方式：方式0：基本輸入/輸出方式方式1：選通輸入/輸出方式方式2：雙向總線方式（A口具有）2、8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)：外部引腳：片選：CS讀信號：WR寫信號：RD端口選擇：A1A0A1A000-----PA口

01-----PB口

10-----PC口

11-----控制寄存器端口8255有4個口地址：

PA口、PB口、PC口、控制口

3、8255A的控制字：方式控制字如設(shè)置8255A工作于方式0，且PA口為輸出、PB口為輸出、PC口為輸入，則控制字為：10001001B，即89H。4、PC口的置位/復(fù)位控制字如：PC3置1，則控制字為：

00000111B，即07H工作方式：方式0：基本輸入/輸出方式

-----無應(yīng)答信號線方式1：選通輸入/輸出方式方式2：雙向總線方式（A口特有）

-----有應(yīng)答信號線方式方式1、2為握手聯(lián)絡(luò)---應(yīng)答信號線方式，由PC口承擔應(yīng)答信號線，PA口、PB口作為數(shù)據(jù)口，可工作于輸入方式或輸出方式。握手聯(lián)絡(luò)---應(yīng)答信號線方式簡介如PA口輸出方式OBF:I/O接口輸出緩沖器滿；ACK:外設(shè)的響應(yīng)信號INTR:I/O接口產(chǎn)生的中斷請求信號握手聯(lián)絡(luò)---應(yīng)答信號線方式簡介PA口輸入方式STB:外設(shè)將數(shù)據(jù)送入I/O接口時發(fā)出的選通信號；IBF:I/O產(chǎn)生的輸入緩沖器已滿信號INTR:I/O接口產(chǎn)生的中斷請求信號8255的初始化編程：

設(shè)8255的端口地址為：7FFC～7FFFH

設(shè)8255工作于方式0，PA口輸入，PB口輸出，PC口低4為輸入，高4位輸出。

讀PA口內(nèi)容，存入片內(nèi)50H單元。將30H單元內(nèi)容從PB口輸出。

MOVDPTR,#7FFFH;控制口地址

MOV50H,AMOVA,#10010001B；控制字

MOVDPTR,#7FFDHMOVX@DPTR,AMOVA,30HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFCH；A口地址MOVXA,@DPTR；讀A口內(nèi)容8255A需要掌握的知識點：1、8255A的結(jié)構(gòu)：3個8位并行I/O口，分2組控制；2、8255A的端口地址：PA口、PB口、PC口、控制口；3、8255A的方式控制字；4、8255A的初始化編程；5、8255A的控制線：/CS、/WR、/RD、A1、A0；6、了解8255A的應(yīng)答信號線方式。4、存儲器擴展的譯碼方法1、51單片機的擴展能力地址總線寬度為16位，在片外可擴展的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量各為64KB。2、存儲器擴展方法存儲器的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線與CPU對應(yīng)的線相連接。關(guān)鍵是控制線的連接，即如何確定存儲器的地址空間。3、譯碼方式：

線譯碼、譯碼器譯碼1．線譯碼所謂線譯碼是低位地址線用作存儲器芯片的片內(nèi)譯碼，剩余的高位地址線直接作為存儲器芯片的片選，即一線選中。地址范圍1#:6000H—6FFFH2#:5000H—5FFFH3#:3000H—3FFFH2、譯碼器譯碼常用的譯碼芯片有74LS139（雙2-4譯碼器）74LS138（3-8譯碼器）和74LS154（4-16譯碼器）等地址范圍二、存儲器擴展技術(shù)1、程序存儲器的擴展2、數(shù)據(jù)存儲器的擴展采用SRAM6264；在擴展時要有原理簡圖和擴展的地址空間范圍。擴展時和程序存儲器一樣，但控制信號用/RD、/WR。3、存儲器綜合擴展舉例：27128的地址空間范圍是：0000H～3FFFH。62128的地址空間范圍是：8000H～0BFFFH。

多個芯片擴展實例2732A11P2.0P2.3

下圖是一個用8XX51擴展1片2732(EPROM),2片6116(SRAM)和1片8255的電路。0000

0000

000000000000H0000

1111

111111110FFFH1110

1000

00000000E800H1110

1111

11111111EFFFH1101

1000

00000000D800H1101

1111

11111111DFFFH1011

1111

11111100BFFCH1011

1111

11111111BFFFH

2732僅一片,片選端接地。圖中采用線選法:

P2.46116(1)

P2.56116(2)

P2.68255P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0每個芯片片內(nèi)地址填寫全“0”～全“1”，片選地址必須填“0”，無關(guān)位填“0”或填“1”均可，但要避免和別的同類芯片片選相同。上圖中8255的三個數(shù)據(jù)口地址分別為BFFCH~BFFEH,控制口地址為BFFFH。編程將8255A口輸入的數(shù)據(jù)從B口輸出C口不用,均采用方式0。

MOVDPTR,#0BFFFH;DPTR指向控制口

MOVA,#10010000B;設(shè)定A口方式0輸入,B口方式0輸出

MOVX@DPTR,A;寫入控制口

MOVDPTR,#0BFFCH;DPTR指向A口

MOVXA,@DPTR;從A口輸入數(shù)據(jù)到A累加器

INCDPTR;DPTR指向B口

MOVX@DPTR,A;A的內(nèi)容從B口輸出

SJMP$8.3并行I/O口擴展技術(shù)51單片機共有4個并行I/O口，但這些I/O口并不能完全提供給用戶使用。如：系統(tǒng)擴展存儲器時，使用單片機的總線，P0、P2口被占用；系統(tǒng)使用定時器、中斷、串行口等硬件時，P3口被占用。因此，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中都不可避免地要進行I/O的擴展。一、單片機的口線直接作I/O口由于MCS-51單片機的P0～P3口輸入數(shù)據(jù)時可以緩沖，輸出時能夠鎖存，并且有一定的帶負載能力，所以在許多場合I/O口可以直接驅(qū)動外部設(shè)備，如開關(guān)、LED發(fā)光二極管等。二、簡單I/O接口的擴展簡單I/O口又稱為不可編程的I/O口。不可編程的并行口擴展一般用于比較簡單、沒有嚴格時序要求的場合，以及僅僅需要對信號進行緩沖、驅(qū)動的場合。不可編程的并行口擴展一般包括使用鎖存器擴展、使用三態(tài)門擴展、使用總線驅(qū)動器擴展等。1．使用鎖存器擴展并行輸出口端口地址：U3：0BFFFH；U4:7FFFH

MOVDPTR,#0BFFFHMOVA,30HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFFHMOVA,31HMOVX@DPTR,A2．使用三態(tài)門擴展并行輸入口MOVDPTR,#0BFFFHMOVXA,@DPTRMOV30H,AMOVDPTR,#7FFFHMOVXA,@DPTRMOV31H,A應(yīng)用舉例例：電路如圖所示，用74LS373擴展一個輸出口，分別接8個LED顯示器L0～L7，用74LS244擴展一個輸入口，分別接8個開關(guān)K0～K7，編程實現(xiàn)將開關(guān)K0～K7的狀態(tài)通過LED顯示出來。三、利用8255A可編程芯片擴展并行I/O口如圖8255A的端口地址為：P27P26P25P24…A7----A1A11111100PA口：FFFCH01PB口：FFFDH