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《 单片机原理与应用 》

《 单片机原理与应用 》. 第七章 I/O 扩展. I/O 口的直接应用. 例：如图所示电路中请编程实现将开关的开闭状态显示在四个 LED 上，即 K0 闭合， LED0 亮； K1 闭合， LED1 亮 … 分析： K0 闭合，则读到： P1.0=0 ； LED0 亮，则需使 P1.4=0 P1.0 P1.4 P1.0~P1.3 P1.4~P1.7. I/O 口的直接应用. 例：如图所示电路中请编程实现将开关的开闭状态显示在四个 LED 上， 即 K0 闭合， LED0 亮； K1 闭合， LED1 亮 ….

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  1. 《单片机原理与应用》 第七章 I/O扩展

  2. I/O口的直接应用 • 例：如图所示电路中请编程实现将开关的开闭状态显示在四个LED上，即K0闭合，LED0亮； K1闭合，LED1亮… 分析：K0闭合，则读到：P1.0=0；LED0亮，则需使P1.4=0 • P1.0 P1.4 • P1.0~P1.3 P1.4~P1.7 yjia@zjip.com

  3. I/O口的直接应用 • 例：如图所示电路中请编程实现将开关的开闭状态显示在四个LED上， 即K0闭合，LED0亮； K1闭合，LED1亮… • MOV A，P1 • SWAP A • MOV P1，A yjia@zjip.com

  4. I/O口的直接应用 • 单片机I/O口的直接应用，可以使用下面指令： • MOV A，P1 或 MOV P1 ，A • MOV C，P1.0 或 MOV P1.0 ，C • MOV P1，#data • MOV P1，direct 或 MOV direct ，P1 • MOV R0，P1 或 MOV P1 ，R0 yjia@zjip.com

  5. §7.1 I/O扩展概述 • 一、为什么要扩展I/O口 1、单片机本身I/O口有限（回忆四并行口分工） • 2、外部设备的不同 • 速度差异大 • 外设种类多 机械式、机电式、电子式 • 数据形式多样 串行、并行数据 模拟量、数字量数据 电压信号、电流信号 yjia@zjip.com

  6. §7.1 I/O扩展概述 • 一、为什么要扩展I/O口 1、单片机本身I/O口有限 2、外部设备的不同 • 3、扩展I/O口的功能 • 速度协调 • 输出数据的锁存 • 输入数据的三态缓冲 • 数据转换 P169 yjia@zjip.com

  7. §7.1 I/O扩展概述 • 二、I/O扩展相关技术 1、接口与端口的概念 • 接口：inteface，有“界面，相互联系”含义， 如接口板，接口电路等 • （端）口：port，接口电路中可读写的寄存器，常见的有数据口，命令口、状态口，一个接口电路含有多个可读写的端口，即有多个口地址。 yjia@zjip.com

  8. §7.1 I/O扩展概述 • 二、I/O扩展相关技术 2、总线隔离技术： • 目的：任何时刻只有一个源和一个负载之间的数据传输。 • 对于输出设备的接口电路，要提供锁存器 • 对于输入设备的接口电路，要提供三态门 yjia@zjip.com

  9. §7.1 I/O扩展概述 • 二、I/O扩展相关技术 3、I/O编址技术：在计算机系统中，有两类需编址的子系统：I/O、存储器 • 独立编址：I/O与存储器分开编址，用不同的指令分别访问I/O和存储器的地址空间，如X86 • 统一编址： I/O与存储器合在一起编址， I/O地址空间+存储器地址空间=总空间 优点：不需要设专门的I/O指令。 • MCS-51单片机采用统一编址方式 I/O地址空间+存储器地址空间=总空间64KB 访问I/O和存储器都使用 MOVX 指令 yjia@zjip.com

  10. §7.1 I/O扩展概述 四、I/O口的控制方式 1、无条件传送方式 • 适用于随时处于准备好、工作速度非常快的外部设备， • 如：开关、LED发光管、数码管、存储器、ADC、DAC等 • 使用指令：MOV P1，#DATA MOV A，P1 yjia@zjip.com

  11. §7.1 I/O扩展概述 二、I/O口的控制方式 1、无条件传送方式 2、有条件传送方式 也称为查询方式 即外设准备好时数据传送 yjia@zjip.com

  12. §7.1 I/O扩展概述 二、I/O口的控制方式 3、中断方式 yjia@zjip.com

  13. §7.1 I/O扩展概述 二、I/O口的控制方式 1、无条件传送方式 2、有条件传送方式（查询方式） 3、中断方式 • 4、DMA方式（单片机无该方式） yjia@zjip.com

  14. §7.2 简单I/O扩展 一、简单输入接口的扩展 1、74LS244介绍 74LS244是2个四位的三态缓冲器 当/1G=/2G=0时，Y=A 即：1Y1=1A1，1Y2=1A2 1Y3=1A3，1Y4=1A4 … 2Y1=2A1 …2Y4=2A4 yjia@zjip.com

  15. 一、简单输入接口的扩展2、使用74LS244进行输入接口的扩展硬件连接图一、简单输入接口的扩展2、使用74LS244进行输入接口的扩展硬件连接图 地址： P2：0XXX，XXXX；P0：XXXX，XXXX 即7FFFH yjia@zjip.com

  16. 一、简单输入接口的扩展2、使用74LS244进行输入接口的扩展一、简单输入接口的扩展2、使用74LS244进行输入接口的扩展 • 读输入设备的程序控制方法： MOV DPTR，#7FFFH MOVX A，@DPTR yjia@zjip.com

  17. §7.2 简单I/O扩展 一、简单输入接口的扩展 3、使用两片74LS244进行多输入接口的扩展 硬件连接图： • 地址： 1#：7FFFH 2#：BFFFH • 读入A、B和C、D输入设备的状态，分别放入R4、R5中。 yjia@zjip.com

  18. §7.2 简单I/O扩展 一、简单输入接口的扩展 二、简单输出接口的扩展 1、74LS377介绍 当G=0，CLK↑时,Q=D 即：Q0=D0，Q1=D1… Q7=D7 P78表7-2 yjia@zjip.com

  19. §7.2 简单I/O扩展 • 一、简单输出接口的扩展 2、使用74LS377进行输出接口的扩展 下图中，若地址译码信号为P2.6，则 地址：P2：X0XX，XXXX；P0：XXXX，XXXX 即BFFFH yjia@zjip.com

  20. §7.2 简单I/O扩展 • 一、简单输出接口的扩展 • 将数据#DATA传向输出设备的程序控制方法： MOV DPTR，#0BFFFH MOV A，#DATA MOVX @DPTR，A yjia@zjip.com

  21. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 一、8155介绍 1、功能 • 内有静态RAM256字节 • 3个可编程的I/O口 PA口（8位） PB口（8位） PC口（6位）共22位口线 • 14位减法计数结构计数器 • 内有地址锁存器 另外：8155和81C55 8155和8156 yjia@zjip.com

  22. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 一、8155介绍 2、引脚（P143~144） Vss、Vcc：电源、地 I/O口线： PA0~7、PB0~7、PC0~5 AD0~7、ALE 片选/CE /RD、/WR Time In、Time Out IO/M RESET yjia@zjip.com

  23. AD7～AD0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 选中的寄存器 ×× × × × 0 0 0 × × × × × 0 0 1 × × × × × 0 1 0 × × × × × 0 1 1 × × × × × 1 0 0 × × × × × 1 0 1 命令/状态寄存器 A口（PA0～PA7） B口（PB0～PB7） C口（PC0～PC5） 定时器/计数器低8位寄存器 定时器/计数器高6位寄存器及输出波形方式 §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 一、8155介绍 3、RAM和I/O的编址 • 256字节的RAM由AD0~AD7编址，00H~FFH • I/O由AD0~AD2编址 yjia@zjip.com

  24. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 二、8155与8051单片机的连接 8051 8155 • 数据总线：P0 AD0~AD7 • 地址总线：P0 AD0~AD7 • 控制总线：ALE ALE /RD /RD /WR /WR 高位不用的地址线IO/M yjia@zjip.com

  25. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 二、8155与8051单片机的连接 如图连接后8155的 RAM、I/O的地址 • RAM：0000H~00FFH • 命令/状态口：0100H • A口：0101H • B口：0102H • C口：0103H • T/C低8位：0104H • T/C高6位：0105H yjia@zjip.com

  26. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 三、8155RAM的使用 如图连接后：如何对RAM的读写操作 例：编程实现将8155的256个RAM清0 yjia@zjip.com

  27. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 四、8155I/O口的使用 1、 8155 I/O口初始化：命令字写入命令寄存器 命令字格式： • C口方式 • ALT1：输入 • ALT4：输出 • ALT2： A口控制方式 • ALT3： A、B口控制方式 P185 yjia@zjip.com

  28. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 四、 8155I/O口的使用 • 2、应用举例：如图连接后，编程实现初始化8155的PA、PB口为输出口，PC口为输入口 命令字: XXXX，0011，即03H 初始化程序： MOV A，#03H MOV DPTR，#0100H MOVX @DPTR，A yjia@zjip.com

  29. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 四、8155I/O口的使用 3、 8155的状态口：读状态寄存器得状态字 状态字格式格式： yjia@zjip.com

  30. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 五、8155定时器/计数器的使用 1、 8155的定时器/计数器特点： • 14位的减法计数结构， 计数长度：1~16384 • 8155计数器与8051计数器的区别 yjia@zjip.com

  31. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 五、8155定时器/计数器的使用 2、 8155的定时器/计数器的计数结构： 输出方式 14位计数器 3、定时器输出方式：（Time Out 引脚的输出，P190） M2M1=00：单个方波 M2M1=01：连续方波 M2M1=10：单个脉冲 M2M1=11：连续脉冲 yjia@zjip.com

  32. §7. 3 8155可编程并行I/O扩展 • 五、8155定时器/计数器的使用 • 5、应用举例：使用8155T/C对计数脉冲进行千分频，并使Time Out 引脚产生连续方波信号，若设定PA、PC为输入口，PB口输出口，并禁止中断，编写初始化程序。命令口、计数器低8位和高6位的地址分别为FD00H、 FD04H、 FD05H yjia@zjip.com

  33. 五、8155定时器/计数器的使用 • 5、应用举例：使用8155T/C对计数脉冲进行千分频，并使Time Out 引脚产生连续方波信号，若设定PA、PC为输入口，PB口输出口，并禁止中断，编写初始化程序。（8155的命令口、计数器低8位和高6位的地址分别为FD00H、 FD04H、 FD05H）。 8155命令字： 1 1 0 0 0 0 1 0 即C2H yjia@zjip.com

  34. 五、8155定时器/计数器的使用 • 5、应用举例：使用8155T/C对计数脉冲进行千分频，并使Time Out 引脚产生连续方波信号，若设定PA、PC为输入口，PB口输出口，并禁止中断，编写初始化程序。（8155的命令口、计数器低8位和高6位的地址分别为FD00H、 FD04H、 FD05H）。 M2M1=00：单个方波 M2M1=01：连续方波 M2M1=10：单个脉冲 M2M1=11：连续脉冲 计数器低8位寄存器：43H 计数器高6位寄存器：E8H yjia@zjip.com

  35. 初始化程序: MOV DPTR，# 0FD00H MOV A，#0C2H MOVX @DPTR，A MOV DPTR，# 0FD04H MOV A，#0E8H MOVX @DPTR，A MOV DPTR，# 0FD05H MOV A，#43H MOVX @DPTR，A 五、8155定时器/计数器的使用 • 5、应用举例：使用8155T/C对计数脉冲进行千分频，并使Time Out 引脚产生连续方波信号，若设定PA、PC为输入口，PB口输出口，并禁止中断，编写初始化程序。命令口、计数器低8位和高6位的地址分别为FD00H、 FD04H、 FD05H yjia@zjip.com

  36. 8155应用1——键盘接口 • 如图所示以8155作4×8键盘接口，A口为输出口，接键盘列线；C口为输入口，接键盘行线。8155说明各端口地址，编写初始化程序 • 8155各口地址 命令口：0100H A口：0101H C口：0103H • 命令字： 03H 初始化程序： MOV DPTR，#0100H MOV A，#01H MOVX @DPTR，A yjia@zjip.com

  37. 8155应用2——显示器接口 • 使用8155构成的共阳极LED 接口电路，A口为输出口，C口为输出口。8155说明各端口地址，编写初始化程序 • 地址：命令口—0100H；A口—0101H；C口—0102H • 命令字：0DH yjia@zjip.com

  38. yjia@zjip.com

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