第8章擴(kuò)展技術(shù)

第8章MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)

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

地址線：A12---A0；數(shù)據(jù)線：D7---D0;

寫允許：/WE;

讀信號(hào)：/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(diǎn)：8255A是一種通用的可編程并行I/O接口芯片具有3個(gè)8位并行端口：

PA口、PB口、PC口3個(gè)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(hào)：WR寫信號(hào)：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(gè)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(hào)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(hào)線方式方式1、2為握手聯(lián)絡(luò)---應(yīng)答信號(hào)線方式，由PC口承擔(dān)應(yīng)答信號(hào)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(hào)線方式簡(jiǎn)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(hào)INTR:I/O接口產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求信號(hào)握手聯(lián)絡(luò)---應(yīng)答信號(hào)線方式簡(jiǎn)介PA口輸入方式STB:外設(shè)將數(shù)據(jù)送入I/O接口時(shí)發(fā)出的選通信號(hào)；IBF:I/O產(chǎn)生的輸入緩沖器已滿信號(hào)INTR:I/O接口產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求信號(hào)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(shí)點(diǎn)：1、8255A的結(jié)構(gòu)：3個(gè)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(hào)線方式。4、存儲(chǔ)器擴(kuò)展的譯碼方法1、51單片機(jī)的擴(kuò)展能力地址總線寬度為16位，在片外可擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量各為64KB。2、存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法存儲(chǔ)器的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線與CPU對(duì)應(yīng)的線相連接。關(guān)鍵是控制線的連接，即如何確定存儲(chǔ)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(chǔ)器芯片的片內(nèi)譯碼，剩余的高位地址線直接作為存儲(chǔ)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(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)1、程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展采用SRAM6264；在擴(kuò)展時(shí)要有原理簡(jiǎn)圖和擴(kuò)展的地址空間范圍。擴(kuò)展時(shí)和程序存儲(chǔ)器一樣，但控制信號(hào)用/RD、/WR。3、存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)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(gè)芯片擴(kuò)展實(shí)例2732A11P2.0P2.3

下圖是一個(gè)用8XX51擴(kuò)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(gè)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(gè)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(kuò)展技術(shù)51單片機(jī)共有4個(gè)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(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，使用單片機(jī)的總線，P0、P2口被占用；系統(tǒng)使用定時(shí)器、中斷、串行口等硬件時(shí)，P3口被占用。因此，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中都不可避免地要進(jìn)行I/O的擴(kuò)展。一、單片機(jī)的口線直接作I/O口由于MCS-51單片機(jī)的P0～P3口輸入數(shù)據(jù)時(shí)可以緩沖，輸出時(shí)能夠鎖存，并且有一定的帶負(fù)載能力，所以在許多場(chǎng)合I/O口可以直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，如開關(guān)、LED發(fā)光二極管等。二、簡(jiǎn)單I/O接口的擴(kuò)展簡(jiǎn)單I/O口又稱為不可編程的I/O口。不可編程的并行口擴(kuò)展一般用于比較簡(jiǎn)單、沒有嚴(yán)格時(shí)序要求的場(chǎng)合，以及僅僅需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行緩沖、驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合。不可編程的并行口擴(kuò)展一般包括使用鎖存器擴(kuò)展、使用三態(tài)門擴(kuò)展、使用總線驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)展等。1．使用鎖存器擴(kuò)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(kuò)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(kuò)展一個(gè)輸出口，分別接8個(gè)LED顯示器L0～L7，用74LS244擴(kuò)展一個(gè)輸入口，分別接8個(gè)開關(guān)K0～K7，編程實(shí)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(kuò)展并行I/O口如圖8255A的端口地址為：P27P26P25P24…A7----A1A11111100PA口：FFFCH01PB口：FFFDH