1、第9章 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展及接口技術(shù),1、擴(kuò)展三總線 2、擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器 3、擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 4、簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展 5、擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片 6、擴(kuò)展8255可編程外圍并行接口芯片 7、用串行口擴(kuò)展并行I/O口,9.1 系統(tǒng)擴(kuò)展、接口概述,1、系統(tǒng)擴(kuò)展 MCS-51單片機(jī)雖然各功能部件齊全，但容量較小，如：片內(nèi)ROM、RAM、I/O口，不夠用時(shí)需要擴(kuò)展，擴(kuò)展三總線、ROM、RAM、I/O口。 2 、系統(tǒng)接口 單片機(jī)與外設(shè)連接因速度不匹配、信號(hào)類型不同（脈沖、模擬）、傳輸方式不同（串、并），需要有接口電路實(shí)現(xiàn)電路連接和邏輯聯(lián)接。 接口是計(jì)算機(jī)與外設(shè)信息交換的橋梁。 3、接口電路應(yīng)

2、具備的功能 （1） 輸入有緩沖、輸出有鎖存； （2）有應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)； （3）有片選、控制信號(hào)； （4）有編程選擇工作方式功能。,9.1 系統(tǒng)擴(kuò)展、接口概述,4、單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展與接口原理結(jié)構(gòu)（如下圖）,9.1 擴(kuò)展三總線的產(chǎn)生,一、三總線 地址、數(shù)據(jù)、控制總線 二、三總線的擴(kuò)展 用74LS373作為地址鎖存器，使數(shù)據(jù)和地址信號(hào)分開(kāi)。 74LS373是三態(tài)8D觸發(fā)器。,9.1 擴(kuò)展三總線的產(chǎn)生,地址總線擴(kuò)展電路及地址鎖存器74LS373,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體電路，與單片機(jī)具有相同的電路形式和電平，工作速度和CPU基本匹配，因而單片機(jī)與存儲(chǔ)器之間的連接比較簡(jiǎn)單。8031片內(nèi)無(wú)程

3、序存儲(chǔ)器，需要擴(kuò)展ROM；8051/8751片內(nèi)有4kB ROM/EPROM，不夠用時(shí)也需要擴(kuò)展。 一、訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào) ALE-地址鎖存信號(hào) PSEN-片外程序存儲(chǔ)器讀信號(hào) EA-片內(nèi)、外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)選擇信號(hào) 二、操作時(shí)序,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,1、不執(zhí)行“MOVX”指令時(shí)的時(shí)序,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,12. 2. 1 擴(kuò)展8KB/16KB EPROM 一、常用的程序存儲(chǔ)器芯片 EPROM-紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器常用的芯片有：2764 （8KB，13位地址線）、27128（16KB,14位地址）、27256（32KB）、27512（64KB）,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,9.

4、2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,二、擴(kuò)展8KB/16KB EPROM 注意：控制信號(hào)：ALE、/PSEN; 片選信號(hào)：/CE; 地址信號(hào)：A0A12; 數(shù)據(jù)信號(hào)線：O0O7.,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,對(duì)于擴(kuò)展的8KB的2764的地址范圍為（13位地址線）： P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 地址范圍為：00001FFFH P2.6接片選信號(hào)CE，為0有效。 P2.7、P2.5

5、取0 對(duì)于擴(kuò)展的16KB的27128的地址范圍為（14位地址線）： P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 地址范圍為：00003FFFH P2.6接片選信號(hào)CE，為0有效。 P2.7取0,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,單片機(jī)擴(kuò)展2716，2732，2764，27128等EPROM的方法類似，差別僅在于不同的芯片的存儲(chǔ)容量的大小不同，因而使用高8位地址的P2端口線的根

6、數(shù)不同。 擴(kuò)展2716(2KB) 需要A8A10 三條高位地址線； 擴(kuò)展2732(4KB) 需要A8A11 四條高位地址線； 擴(kuò)展2764(8KB) 需要A8A12 五條高位地址線； 擴(kuò)展27128(16KB) 需要A8A13 六條高位地址線； 這是由于存儲(chǔ)器其容量=2N，N為地址線的根數(shù)。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,一 地址線 低8位地址：由MCS-51 P0.0P0.7與74LS373端連接，ALE有效時(shí)74LS373鎖存該低8位地址，并從Q0Q7輸出，與EPROM芯片低8位地址A0A7相連； 高位位地址：視EPROM芯片容量大小。2764需5位，P2.0P2.4與2764的A8A12相連，

7、27128需6位，P2.0P2.5與27128的A8A13相連。 二 數(shù)據(jù)線：由MCS-51地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線P0.0P0.7直接與EPROM數(shù)據(jù)總線D0D7相連。 三 控制線 ALE: 與74LS373門控端G相連，專用于鎖存低8位地址； 片選端：擴(kuò)展一片EPROM，一般不用片選，EPROM片選端CE直接接地；多片擴(kuò)展時(shí)，采用線譯碼、部分譯碼和全譯碼方式實(shí)現(xiàn)； 輸出允許：EPROM的輸出允許端OE與MCS-51的PSEN端相連； EA：有并且使用EPROM時(shí)，EA接Vcc，無(wú)內(nèi)ROM或僅使用EPROM時(shí)，EA接地。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,片間地址譯碼一般有線譯碼、部分譯碼和全譯碼等方法。線

8、譯碼是直接將某高位地址線接某存儲(chǔ)芯片片選端，該地址線信號(hào)為1時(shí)選中所選芯片，然后再由低位地址對(duì)該芯片進(jìn)行片內(nèi)尋址。線譯碼無(wú)需外加邏輯電路，線路簡(jiǎn)單，但不能充分利用系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間，可用于小型系統(tǒng)或芯片較少時(shí)。 全譯碼是除了地址總線中參與片內(nèi)尋址的低位地址線外，其余所有高位地址線全部參與片間地址譯碼。全譯碼法不會(huì)產(chǎn)生地址碼重疊的存儲(chǔ)區(qū)域，對(duì)譯碼電路要求較高。 部分譯碼是線選法和全譯碼相結(jié)合的方法，即利用高位地址線譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)時(shí)，有的地址線未參與譯碼。這些空閑地址線在需要時(shí)還可以對(duì)其他芯片進(jìn)行線選。部分譯碼會(huì)產(chǎn)生地址碼重疊的存儲(chǔ)區(qū)域。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,下圖給出了用

9、4個(gè)27128芯片構(gòu)成一個(gè)64K存儲(chǔ)器系統(tǒng)的連接方法,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,電可擦除只讀存儲(chǔ)器E2PROM即可像EPROM那樣長(zhǎng)期非易失地保存信息，又可像RAM那樣隨時(shí)通電改寫(xiě)，在單一的+5V電壓下寫(xiě)入的新數(shù)據(jù)即覆蓋了舊數(shù)據(jù)。特別是近年來(lái)出現(xiàn)的FLASH E2PROM ,它們被廣泛地用作單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 目前，常用的E2PROM有如下共同特點(diǎn)： 單+5V供電，電可擦除可改寫(xiě)； 使用次數(shù)為1萬(wàn)次，信息保存時(shí)間為10年； 讀出時(shí)間為ns級(jí)，寫(xiě)入時(shí)間為ms級(jí)； 芯片引腳信號(hào)與相應(yīng)的RAM和EPROM芯片

10、兼容。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,E2PROM的擴(kuò)展方法 地址線、數(shù)據(jù)線仍按單片機(jī)一般擴(kuò)展外ROM的方式連接； 片選線一般由單片機(jī)高位地址線控制； 將E2PROM用作外程序存儲(chǔ)器時(shí)，單片機(jī)PSEN與E2PROM OE端相連。由單片機(jī)的PSEN控制E2PROM的讀出(輸出允許OE)； 將E2PROM當(dāng)作外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，因需要對(duì)E2PROM進(jìn)行在線擦寫(xiě)，因此單片機(jī)的WR與E2PROM WE端相連，RD與OE相連，此時(shí)應(yīng)使用MOVX指令，且應(yīng)注意E2PROM的地址范圍與外RAM不能重復(fù)重迭，否則出錯(cuò)。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,注意：將E2PROM同時(shí)用作外ROM和外RAM 用作

11、外ROM時(shí)，執(zhí)行MOVC指令，讀選通由PSEN控制； 用作外RAM時(shí)，執(zhí)行MOVX指令，讀選通由RD控制，寫(xiě)選通由WR控制； 讀E2PROM時(shí)，速度與EPROM相當(dāng)，完全滿足CPU要求； 寫(xiě)E2PROM時(shí)，速度很慢，因此，不能將E2PROM當(dāng)作一般RAM使用，每寫(xiě)入一個(gè)(頁(yè))字節(jié)，要延時(shí)10ms以上，使用時(shí)應(yīng)予以注意。,9.2 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,例：如右圖，將2864的1000H為首地址的16個(gè)數(shù)據(jù)讀出取反后寫(xiě)入原存儲(chǔ)單元。 編程： MOV R2,#10H MOV DPTR，#7000H LOOP:MOVX A，DPTR CPL A MOVX DPTR, A INC DPTR DJNZ R2,L

12、OOP SJMP $,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器小，僅128B，往往需要擴(kuò)展。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展與程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展基本相同，只是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制信號(hào)一般有輸出允許信號(hào)OE和寫(xiě)控制信號(hào)WE，分別與單片機(jī)的讀控制信號(hào)RD和寫(xiě)控制信號(hào)WR相連，其它信號(hào)線的連接與程序存儲(chǔ)器完全相同。 12. 3. 1 常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片簡(jiǎn)介 常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片有RAM、E2PROM。 一、靜態(tài)RAM（SRAM）芯片 常用的有：6116（2KB）、6264（8KB，13位地址線）、62256（32KB，15位地址線）等。,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,常用的靜態(tài)RAM芯片引腳如下圖:,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,二

13、、 E2PROM E2PROM-電擦除的可編程 只讀存儲(chǔ)器。 常用的E2PROM有2816（2KB）、 2817（2KB）、2864A（8KB）。 E2PROM的特點(diǎn)： 1、單5v電源擦寫(xiě)； 2、可重復(fù)寫(xiě)1萬(wàn)次，保留20年； 3、與相同容量的RAM和 EPROM在引腳上兼容； 4、速度：讀200ns、寫(xiě)20ms左右。 E2PROM即可作為RAM使用， 也可作為ROM使用。,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,9. 3. 2 訪問(wèn)片外RAM的操作時(shí)序 1、片外RAM讀時(shí)序,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,2、片外RAM寫(xiě)時(shí)序,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,9. 3. 3 8051擴(kuò)展2KB RAM 擴(kuò)展方法： 數(shù)據(jù)線：P

14、0口接RAM的D0D7 地址線：P0口經(jīng)地址鎖存器后接RAM的A0A7、 P2口接RAM的A8A10 控制線：RD接RAM的OE、WR接RAM的WE 8051擴(kuò)展2KB RAM電路如下頁(yè)圖所示。,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,對(duì)于擴(kuò)展的2KB的6116 的地址范圍為（11位地址線）： P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 1 1 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 P2.7、P2.6和P2.5接片選信

15、號(hào)CE，為110有效。 P2.4 、 P2.3取0或1 地址范圍為4個(gè)重疊區(qū)域：0B000H0B7FFH 0B800H0BFFFH 0C000H0C7FFH 0C800H0CFFFH,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,9. 3. 4 8031/8051擴(kuò)展 EPROM 27256和RAM 62256,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,上述所示MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)(擴(kuò)展一片27256 和一片62256芯片作為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)，設(shè)變量放在27256芯片的31H單元，其值為00H05H之間，要求編寫(xiě)查表程序，查出變量的立方值，并放入片外62256的31H單元。 MAIN: MOV DPTR ,#1031H MOV

16、X A,DPTR ADD A,#06H MOVC A,A+PC MOV DPTR,#0031H MOVX DPTR,A SJMP $ TAB: DB 0000H,0001H,00008H,0019H,0040H,007CH,9.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,某MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)，擬擴(kuò)展三片6116 SDRAM芯片作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并將第三片6116中0130單元開(kāi)始的10個(gè)數(shù)據(jù)連續(xù)存放到第四片0130單元開(kāi)始的10個(gè)存儲(chǔ)單元內(nèi)，試設(shè)計(jì)電路，并編寫(xiě)相應(yīng)程序。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,MCS-51單片機(jī)的輸入/輸出接口是單片機(jī)與外圍設(shè)備交換信息的橋梁。I/O擴(kuò)展也屬于系統(tǒng)擴(kuò)展的一部分。 雖然MCS

17、-51本身具有I/O接口，但是已經(jīng)被系統(tǒng)總線(P0口和P2口用作16位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線)占用了一部分，真正用作I/O接口線已不多，只有P1口的8位線和P3口的某些位線可作為輸入/輸出線使用。鑒于MCS-51的I/O資源有限，在實(shí)際應(yīng)用中不得不使用擴(kuò)展的方法，以增加I/O口的數(shù)量，強(qiáng)化I/O的功能。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,I/O接口：指單片機(jī)與外設(shè)間的I/O接口芯片。 I/O端口：簡(jiǎn)稱I/O口，常指I/O接口電路中帶有端口地址的寄存器或緩沖器，單片機(jī)通過(guò)端口地址就可以對(duì)端口中信息進(jìn)行讀寫(xiě)。 一個(gè)外設(shè)通常需要一個(gè)I/O接口，但一個(gè)I/O接口可以有多個(gè)I/O端口，傳送數(shù)據(jù)的稱為數(shù)據(jù)口

18、，傳送命令的稱為命令口，傳送狀態(tài)的端口稱為狀態(tài)口。當(dāng)然，并不是所有的外設(shè)都需要3種端口齊全的I/O接口。 I/O端口的編址實(shí)際上是給所有I/O接口的端口編址，以便CPU通過(guò)端口地址和外設(shè)交換信息。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,9. 4. 1 I/O接口的功能 常用的I/O端口編址有兩種方式：一種是獨(dú)立編址方式；另一種是統(tǒng)一編址方式。 獨(dú)立編址方式：I/O地址空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分開(kāi)進(jìn)行編址。要求有專門針對(duì)這兩種地址空間的各自的讀寫(xiě)操作指令，硬件方面還要定義一些專用的控制信號(hào)引腳； 統(tǒng)一編址方式：I/O端口的寄存器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元同等對(duì)待 ，統(tǒng)一進(jìn)行編址。優(yōu)點(diǎn)是不需要專門的I/O指令； MC

19、S-51單片機(jī)使用的是統(tǒng)一編址方式，即I/O口外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM是統(tǒng)一編址的，用戶把外部64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM空間的一部分作為擴(kuò)展的I/O接口的地址空間，每一個(gè)接口芯片中的一個(gè)功能寄存器(端口)的地址就相當(dāng)于一個(gè)RAM存儲(chǔ)單元，CPU可以像訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器RAM那樣訪問(wèn)I/O接口芯片，對(duì)其功能寄存器進(jìn)行讀、寫(xiě)操作。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,9. 4. 1 I/O接口的功能 為了實(shí)現(xiàn)和不同的外設(shè)的速度匹配，I/O接口必須根據(jù)不同外設(shè)選擇恰當(dāng)?shù)腎/O數(shù)據(jù)傳送方式。常見(jiàn)的I/O數(shù)據(jù)傳送的幾種是： 無(wú)條件傳送方式：類似于單片機(jī)和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送，比較簡(jiǎn)單。外設(shè)速度和單片機(jī)的速度

20、相比擬時(shí)，采用無(wú)條件傳送方式； 查詢方式：查詢方式下，單片機(jī)需要I/O接口為外設(shè)提供狀態(tài)和數(shù)據(jù)兩個(gè)端口，單片機(jī)通過(guò)狀態(tài)口查詢外設(shè)“準(zhǔn)備好”后就進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。優(yōu)點(diǎn)是通用性好，硬件連線和查詢程序簡(jiǎn)單，但效率不是很高； 中斷傳送方式：利用單片機(jī)本身的中斷功能和I/O接口的中斷功能來(lái)實(shí)現(xiàn)I/O數(shù)據(jù)的傳送。采用中斷方式可使單片機(jī)和外設(shè)并行工作。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,I/O接口的直接應(yīng)用,從P1.0P1.3輸入開(kāi)關(guān)狀態(tài)， 再經(jīng)P1.4P1.7輸出去驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，使發(fā)光二極管顯示開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H

21、 MAIN: MOV P1,#0FFH ;熄滅發(fā)光二極管 MOV A,P1 ;讀入開(kāi)關(guān)狀態(tài) SWAP A ;A高低半字節(jié)交換 MOV P1,A ;開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸出 AJMP MAIN END,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,常用的I/O擴(kuò)展方法包括： 一、簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展：采用TTL或CMOS電路鎖存器、三態(tài)門等作為擴(kuò)展芯片(74LS244、74LS245、74LS273、74LS373、74LS377等)，通過(guò)P0口來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的一種方案。 簡(jiǎn)單的I/O口擴(kuò)展主要包括： 緩沖器擴(kuò)展輸入口(三態(tài)門：74LS244、74LS245等) 鎖存器擴(kuò)展輸出口(鎖存器：74LS273、74LS373、74LS

22、377等) 二、專用可編程邏輯器件 不僅具有數(shù)據(jù)的輸入或輸出、具有選通端，而且還具有地址線和讀寫(xiě)控制線的芯片，他們一般具有片內(nèi)的狀態(tài)字寄存器、命令字寄存器，允許通過(guò)軟件編程來(lái)改變它的接口功能或狀態(tài)。如Intel公司的8255、8155等。,顧名思義，鎖存器就是把當(dāng)前的狀態(tài)鎖存起來(lái)，使CPU送出的數(shù)據(jù)在接口電路的輸出端保持一段時(shí)間鎖存后狀態(tài)不再發(fā)生變化，直到解除鎖存。 緩沖器，分輸入緩沖器和輸出緩沖器兩種，前者的作用是將外設(shè)送來(lái)的數(shù)據(jù)暫時(shí)存放，以便處理器將它取走；后者的作用是用來(lái)暫時(shí)存放處理器送往外設(shè)的數(shù)據(jù)。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,9. 4. 2 簡(jiǎn)單I/O接口的擴(kuò)展方法 常用74LS

23、244作輸入接口芯片，起緩沖作用；用74LS273作輸出接口芯片，起鎖存作用。,9.4 簡(jiǎn)單并行I/O口的擴(kuò)展,擴(kuò)展的輸入輸出口地址均為： P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 0 除了P2.0以外均取1，則擴(kuò)展的輸入輸出口地址寫(xiě)成 16進(jìn)制數(shù)均為： FEFFH 上面電路的功能是：按下某鍵，對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光。 其程序?yàn)椋?MOV DPTR，#0FEFFH LP：MOVX A，DPTR MOVX DPTR，A SJMP LP,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,芯片是

24、一多功能的可編程外圍接口芯片，內(nèi)部資源有256B的RAM，2個(gè)8位的I/O端口(A口、B口)、1個(gè)6位的I/O口(C口)和1個(gè)14位的“減1”定時(shí)/計(jì)數(shù)器。8155有40個(gè)引腳，采用雙列直插封裝。 8155和單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)單，甚至不需要一般擴(kuò)展連接中所需的8D鎖存器。目前被廣泛應(yīng)用，它是單片機(jī)系統(tǒng)最理想的擴(kuò)展芯片。,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,9. 5. 1 8155的結(jié)構(gòu)與引腳,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,1、地址/數(shù)據(jù)線AD0AD7:低8位地址線和數(shù)據(jù)線的共用總線，常和單片機(jī)的PO口相連，用于分時(shí)傳送地址、數(shù)據(jù)信息； 2、I/O口總線(22條）：PA0P

25、A7、PB0PB7分別為A、B口線，用于和外設(shè)之間傳遞數(shù)據(jù)；PC0PC5為C端口線，即可與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)，也可以作為A、B口的控制聯(lián)絡(luò)線； 3、控制總線(8條) RESET:復(fù)位線，與單片機(jī)的復(fù)位端相連，復(fù)位后，8155的3個(gè)端口都為輸入方式。 RD,WR：讀/寫(xiě)線，控制8155的讀、寫(xiě)操作。 ALE:地址鎖存線：與單片機(jī)的ALE端相連，在ALE的下降沿將P0口輸出的低8位地址信息鎖存到8155內(nèi)總的地址鎖存器中。因此，單片機(jī)與8155連接時(shí)，無(wú)需外接鎖存器。 CE：片選線，低電平有效。 IO/M：RAM或I/O口的選擇線。當(dāng)0時(shí)，選中8155的256B RAM；當(dāng)1時(shí)，選中8155片內(nèi)3個(gè)I/

26、O端口及命令/狀態(tài)寄存器和定時(shí)/計(jì)數(shù)器。 TIMERIN、TIMEOUT:定時(shí)/計(jì)數(shù)器的脈沖輸入、輸出線。輸入脈沖對(duì)8155內(nèi)部的14位定時(shí)/計(jì)數(shù)器減1；TIMEROUT為輸出線，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿回0時(shí)，8155從該線輸出脈沖或方波，方波形狀由計(jì)數(shù)器的工作方式?jīng)Q定。,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,一、作片外 RAM使用 CE=0、IO/M=0，8155只能作片外RAM使用，共256B。其尋址范圍由高8位地址控制，低8位選擇RAM的256個(gè)存儲(chǔ)單元，這和前面講到的片外RAM擴(kuò)展時(shí)完全相同。當(dāng)系統(tǒng)同時(shí)擴(kuò)展片外RAM芯片時(shí)，要注意二者的統(tǒng)一編址。對(duì)這256B RAM的操作使用片外RAM的讀

27、/寫(xiě)指令”MOVX”。,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,二、作擴(kuò)展I/O口使用 當(dāng) CE=0、 IO/M=1，此時(shí)對(duì)8155片內(nèi)3個(gè)I/O端口以及命令/狀態(tài)寄存器和定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行操作。與I/O端口和計(jì)數(shù)器使用有關(guān)的內(nèi)部寄存器共有6個(gè)，需要三位地址來(lái)區(qū)分。,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,9. 5. 3 8155的寄存器（6個(gè)）,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,一、命令寄存器 地址：*000B 芯片8155 I/O口的工作方式是通過(guò)對(duì)8155的命令寄存器寫(xiě)入控制字來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 命令寄存器只能寫(xiě)入不能讀出，也即是說(shuō)，控制字只能通過(guò)指令MOVX DPTR,A或MO

28、VX Ri,A寫(xiě)入命令寄存器。 8155控制字的格式如下圖所示。,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,二、狀態(tài)寄存器 1、地址：*000B 2、格式及各位的意義,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,三、PA寄存器 是PA口引腳PA0PA7的映射 地址：*001B 四、PB寄存器 是PB口引腳PB0PB7的映射 地址：*010B 五、PC寄存器 是PC口引腳PC0PC7的映射 地址：*011B,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,六、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器寄存器 是一14位計(jì)數(shù)器，對(duì)應(yīng)有兩個(gè)寄存器，最高兩位設(shè)定輸出波形。 1、地址：兩個(gè)

29、寄存器的地址分別為：*100B 2、寄存器格式 *101B,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,M2M1的意義（決定輸出波形）：,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,9. 5. 4 8155芯片的使用 一、作片外256B RAM用 低8位地址范圍為：00HFFH 二、作擴(kuò)展I/O口用 PA口、PB 口、PC 口 注意：工作方式、地址 三、作定時(shí)器擴(kuò)展用 一般先寫(xiě)計(jì)數(shù)常數(shù)，再寫(xiě)命令字。,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,9. 5. 5 MCS-51與8155的接口及簡(jiǎn)單編程 一、MCS-51與8155的連接方法,8155的具體地址 8155提供的RAM和I/O地址,9.

30、5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,P2.7=0 P2.0=0,7E00H7EFFH,7F00H,7F01H,7F02H,7F04H,7F05H,7F03H,P2.1P2.6均取1,P2.7=0 P2.0=1,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,二、8155的基本操作程序段 1、對(duì)8155中的RAM進(jìn)行操作 例1 （1）向8155RAM中的5FH單元寫(xiě)入數(shù)據(jù)32H； （2）從8155RAM中的98H單元讀取數(shù)據(jù)。 程序段： （1）寫(xiě)數(shù)據(jù)： MOV DPTR，#7E5FH MOV A，#32H MOVX DPTR，A （2） 讀數(shù)據(jù)： MOV DPTR，#7E98H MOVX A ，

31、DPTR,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,2、對(duì)8155中的I/O接口進(jìn)行操作 基本I/O方式:無(wú)聯(lián)絡(luò)線或聯(lián)絡(luò)線由程序指定 選通I/O方式：分為選通輸入方式和選通輸出方式。由PC口的低三位作聯(lián)絡(luò)線使用，其余位作I/O口線；各個(gè)聯(lián)絡(luò)線為： INTR:中斷請(qǐng)求輸出標(biāo)志。輸出引腳，與MCS-51的中斷 引腳信號(hào)相連。 IBF：輸出引腳，緩沖器滿信號(hào) STB：輸入引腳，數(shù)據(jù)選通輸入信號(hào),9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,基 本 I/O 方 式,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,選 通 輸 入 方 式,選 通 輸 入 時(shí) 序,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,選

32、 通 輸 出 方 式,選 通 輸 出 時(shí) 序,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,例 如下圖是MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展8155與打印機(jī)接口的電路。 狀態(tài)信號(hào)BUSY=1時(shí)，打印機(jī)工作忙，打印機(jī)的數(shù)據(jù)輸入采用選通控制，當(dāng)STB引腳出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)數(shù)據(jù)被打入到打印機(jī)，要求編寫(xiě)從片內(nèi)20H開(kāi)始向打印機(jī)輸出10個(gè)數(shù)據(jù)的程序。,9.5 擴(kuò)展8155可編程外圍并行接口芯片,例 如下圖是MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展8155與打印機(jī)接口的電路。 狀態(tài)信號(hào)BUSY=1時(shí)，打印機(jī)工作忙，打印機(jī)的數(shù)據(jù)輸入采用選通控制，當(dāng)STB引腳出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)數(shù)據(jù)被打入到打印機(jī)，要求編寫(xiě)從內(nèi)部RAM 20H向打印機(jī)輸出10個(gè)數(shù)據(jù)的程序。 MOV DPTR,#8000H MOV A,R1 MOV A,#05H MOVX DPTR,A MOVX DPTR,A INC R1 MOV R1,#20H MOV DPTR,#8003H MOV R2,#10 MOV A,#00H L1: MOV DPTR,#8002H MO