第7章80C51單片機的系統(tǒng)擴展m

2023/2/61第7章80C51單片機的系統(tǒng)擴展存儲器的擴展7.1輸入/輸出及其控制方式7.281C55接口芯片及其應(yīng)用7.3LCD接口及其擴展7.42023/2/627.2輸入/輸出及其控制方式7.2.1輸入/輸出接口的功能單片機與輸入/輸出設(shè)備的關(guān)系2023/2/63輸入/輸接口的功能對單片機輸出的鎖存:74LS273對輸入設(shè)備的三態(tài)緩沖：74LS244信號轉(zhuǎn)換:ADC,DAC,MAX232,74LS164,74LS165時序協(xié)調(diào):8155選通工作方式

2023/2/647.2.2單片機與I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送方式

無條件傳送查詢狀態(tài)傳送

中斷傳送

DMA（直接存儲器存取）傳送2023/2/657.2.3單片機擴展TTL芯片的輸入/輸出

基本擴展電路

74LS273/CLRCPDQLXXLH

HHHLLHL/HXQ02023/2/66

驅(qū)動LED數(shù)碼管示例

74LS373OELEDQLHHHLHLLLLXQ0HXXZ2023/2/677.3

81C55接口芯片及其應(yīng)用7.3.181C55的結(jié)構(gòu)及工作方式

81C55的結(jié)構(gòu)及引腳2023/2/68

81C55的內(nèi)部編制內(nèi)部RAM地址為00H～FFH內(nèi)部端口地址

000：命令/狀態(tài)寄存器

001：A口

010：B口

011：C口

100：計數(shù)器低8位

101：計數(shù)器高6位及計數(shù)器方式設(shè)置位2023/2/69

工作方式設(shè)置及狀態(tài)字格式方式設(shè)置76543210TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA地址：000PA：A口方向。0--輸入；1--輸出PB：B口方向。0--輸入；1--輸出

2023/2/610PC2PC1工作方式說明00ALT1A、B口為基本I/O，C口方向為輸入11ALT2A、B口為基本I/O，C口方向為輸出01ALT3A口為選通I/O，PC0～PC2作為A口的選通應(yīng)答B(yǎng)口為基本I/O，PC3～PC5方向為輸出10ALT4A口為選通I/O，PC0～PC2作為A口的選通應(yīng)答B(yǎng)口為選通I/O，PC3～PC5作為B口的選通應(yīng)答PC1、PC2：C口工作方式設(shè)置位

IEA：A口的中斷允許設(shè)置位。0--禁止；1--允許。IEB：B口的中斷允許設(shè)置位。0--禁止；1--允許。2023/2/611TM2、TM1：計數(shù)器工作方式設(shè)置位TM2TM1工作方式說明00方式0空操作，對計數(shù)器無影響01方式1使計數(shù)器停止計數(shù)10方式2減1計數(shù)器回0后停止工作11方式3未計數(shù)時，送完初值及方式后立即啟動計數(shù)；正在計數(shù)時，重置初值后，減1計數(shù)器回0則按新計數(shù)初值計數(shù)2023/2/612狀態(tài)字格式76543210TIMERINTEBBFBINTRBINTEABFAINTRA地址：000INTRX：中斷請求標志BFX：口緩沖器空/滿標志INTEX：口中斷允許/禁止標志TIMER：計數(shù)器計滿標志

2023/2/613計數(shù)器輸出模式1514131211109876543210M2M1T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3T2T1T0M2M1輸出方式說明00方式0單方波輸出。計數(shù)的后半周期輸出低電平，計數(shù)器回0后輸出高電平。（計數(shù)初值為奇數(shù)時，高電平比低電平的持續(xù)期多一個脈沖周期）01方式1連續(xù)方波輸出（計數(shù)值自動重裝）。計數(shù)前半部分輸出高電平，后半部分輸出低電平。10方式2單脈沖輸出。計數(shù)器回0后輸出一個單脈沖。11方式3連續(xù)脈沖輸出（計數(shù)值自動重裝）。計數(shù)器回0后輸出單脈沖，又自動向計數(shù)器重裝原計數(shù)值，回0后又輸出單脈沖，如此循環(huán)。2023/2/614選通I/O方式的組態(tài)工作方式PC5PC4PC3PC2PC1PC0ALT1輸入ALT2輸出ALT3輸出BFAINTRAALT4BFBINTRBBFAINTRA選通方式時，C口的PC0～PC5被定義為A或B口選通I/O方式的應(yīng)答和控制線2023/2/615組態(tài)邏輯選通I/O輸入(A口)命令字：工作過程：1、輸入設(shè)備數(shù)據(jù)8155A口,L8155ASTB2、8155鎖存數(shù)據(jù)到A口，將QABF置1，送H輸入設(shè)備，QIEA為1時，送INTR(H)CPU3、CPU讀8155A口數(shù)據(jù),

8155撤銷中斷請求，

并清零QABF，TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA18H/14HSTBP08031D7|D0PAPC1PC2PC08155輸入設(shè)備D7-D0BFINTRRDRDRDINT0EA選通I/O輸出(A口)命令字：工作過程：1、CPU數(shù)據(jù)8155A口

8155置INTR=04、8155檢測到STB=1、QIEA=1時，送INTR(H)CPU。TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA19H/15H2、8155將QABF置1，A口數(shù)據(jù)輸出設(shè)備3、輸出設(shè)備接收8155A口數(shù)據(jù)，并送STB(L)8155STBP08031D7|D0PAPC1PC2PC08155輸出設(shè)備D7-D0BFINTRWRWRWRINT0EA2023/2/6187.3.281C55的接口方法

81C55與單片機的接口片外ROM2023/2/619A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0I/O口0××××××1×××××000命令/狀態(tài)口

0××××××1×××××001A口

0××××××1×××××010B口

0××××××1×××××011C口

0××××××1×××××100計數(shù)器低8位

0××××××1×××××101計數(shù)器高6位及方式RAM地址：0111111000000000B（7E00H）~0111111011111111B（7EFFH）I/O端口的地址：

2023/2/620

81C55的鍵盤及顯示接口Open-Collectorbuffers/Drivers8155基本輸出應(yīng)用：交通燈控制8155定時器應(yīng)用：分頻器PA1TrafficLightsPA[0..7]AD[0..7]PA4PA6PA5AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7IOIOALEPA4PA6PA0PA2PA0PA2PA1PA5RSTRSTALEXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51PROGRAM=Trial5_8155.hexIOPTRAMALE11AD[0..7]PA[0..7]PB[0..7]PC[0..5]IO/M7RES4TIN3CS8RD9WR10TOUT6U28155HD2LED-RED南北向東西向交通燈控制數(shù)據(jù)PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0綠黃紅綠黃紅X001X00111H，點亮所有紅燈X001X10014H，東西綠燈亮，南北紅燈亮X001X00/1010H/12H，東西黃燈閃爍，南北紅燈亮X100X00141H，東西紅燈亮，南北綠燈亮X00/10X00101H/21H，東西紅燈亮，南北黃燈閃爍P2.7/CSP2.6-1P2.0IO//MP0.7-3P0.2A2P0.1A1P0.0A08155端口地址01…110…00007F00H|:8155控制端口01…110…00017F01H:8155PA端口兩個方向紅燈亮開始堆棧、8155初始化東西綠燈亮，南北紅燈亮，延時5s東西黃燈閃爍，南北紅燈亮，延時2s東西紅燈亮，南北綠燈亮，延時5s東西紅燈亮，南北黃燈閃爍，延時2s#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definecom8155XBYTE[0x7f00]#definelightXBYTE[0x7f01]voiddelay(ucharN){uintj;while(N--)for(j=0;j<5000;j++)_nop_();}xbyte是absacc.h中的一個宏定義，可用XBYTE[0xnnnn]訪問外部RAM2023/2/625voiddelay(ucharN){ucharj;while(N--)for(j=0;j<5000;j++)_nop_();}6:voiddelay(ucharN)C:0x0000AD07 MOVR5,0x07 1TcyC:0x00021F DECR7 1TcyC:0x0003EDMOVA,R5 1TcyC:0x00046010JZC:0016 2TcyC:0x0006E4CLRA 1TcyC:0x0007FEMOVR6,A 1TcyC:0x0008EEMOVA,R6 1TcyC:0x0009C3CLRC 1TcyC:0x000A9488SUBBA,#TCON(0x88) 1TcyC:0x000C7480MOVA,#P0(0x80) 1TcyC:0x000E9493SUBBA,#0x93 1TcyC:0x001050EEJNCdelay(C:0000) 2TcyC:0x001200 NOP 1TcyC:0x00130EINCR6 1TcyC:0x001480F2 SJMPC:0008 2TcyC:0x001622 RET 2TcyN--j<5000延時時間N*5000*11Tcy55000*88*1us5s，一方紅燈，一方綠燈

55000*4*1us0.2s，黃燈閃爍時亮或滅voidmain(void){uchari;SP=0x60;com8155=0x01;light=0x11;delay(5);//點亮所有紅燈while(1){light=0x14;delay(88);//東西綠燈亮，南北紅燈亮for(i=0;i<5;i++)//東西黃燈閃爍5次，南北紅燈亮{light=0x12;delay(4);light=0x10;delay(4);}light=0x41;delay(88);//東西紅燈亮，南北綠燈亮for(i=0;i<5;i++)//東西紅燈亮，南北黃燈閃爍{light=0x21;delay(4);light=0x01;delay(4);}}}2023/2/6277.4

LCD接口及其擴展7.4.1LCD1602模塊的外形與引腳

引腳01：VSS，接地引腳引腳02：VDD，接+5V電源引腳03：VL，對比度調(diào)整端（接地，對比度最高）引腳04：RS，數(shù)據(jù)/命令寄存器選擇（H，數(shù)據(jù)；L，命令）引腳05：R/W，讀/寫選擇端（H，讀；L，寫）引腳06：E，使能端（↓，執(zhí)行命令）引腳07~14：D0～D7，8位雙向數(shù)據(jù)線引腳15：BLA，背光正極引腳16：BLK，背光負極字段式點陣字符式（1602）點陣圖形式（12864）2023/2/628結(jié)構(gòu)框圖7.4.2LCD1602模塊的組成

對于2行16字符的顯示要增加HD44100驅(qū)動器HD44780本身可以驅(qū)動單行16字符或2行8字符

有的用SPLC780C2023/2/629HD44780

由字符發(fā)生器CGROM、自定義字符發(fā)生器CGRAM和顯示緩沖區(qū)DDRAM組成。CGROM存儲了不同的點陣字符圖形（表7.9

），每一個字符都有一個固定的代碼。CGRAM可定義8個字形2023/2/631DDRAM有80個單元，但第1行僅用00H~0FH單元，第2行僅用40H~4FH單元序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光標歸位000000001*3輸入模式設(shè)置00000001I/DS4顯示與不顯示設(shè)置0000001DCB5光標或屏幕內(nèi)容移位選擇000001S/CR/L**6功能設(shè)置00001DLNF**7CGRAM地址設(shè)置0001CGRAM地址8DDRAM地址設(shè)置001DDRAM地址9讀忙標志和計數(shù)器地址設(shè)置01BF計數(shù)器地址10寫DDRAM或CGRAM10要寫的數(shù)據(jù)11讀DDRAM或CGRAM11讀出的數(shù)據(jù)2023/2/632S/CR/L=01右移光標I/DS=10,光標右移一格且地址計數(shù)器加1(06H)DCB=111，開顯示和光標，光標閃爍（0FH）DLNF=1108位數(shù)據(jù)，兩行，5*7點陣（38H）7.4.3LCD1602模塊的命令清屏：DDRAM全寫空格，光標回到屏幕左上角，地址計數(shù)器清0(01H)；光標歸位：光標回到屏幕左上角；輸入模式設(shè)置：I/D光標移動方向；S全部屏幕。I/DS00，光標左移一格且地址計數(shù)器減101，屏幕內(nèi)容全部右移一格，光標不動10，光標右移一格且地址計數(shù)器加1(06H)11，屏幕內(nèi)容全部左移一格，光標不動顯示與不顯示設(shè)置：D、C、D分別為字符顯示、光標顯示、光標閃爍開關(guān)。DCB=111，顯示字符和光標，光標閃爍(0FH)光標或屏幕內(nèi)容移位選擇：S/C屏幕內(nèi)容/光標移動選擇，0移動光標，1移動屏幕內(nèi)容；R/L移動方向選擇，0左移，1右移。S/CR/L=01，右移光標功能設(shè)置：DL數(shù)據(jù)接口位數(shù)選擇，0為4位，1為8位；N單/雙行顯示選擇，0單行，1雙行；F點陣選擇，0為5*7點陣，1為5*10點陣。DLNF=110，8位數(shù)據(jù)，兩行，5*7點陣（38H）#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineLCD_DP3sbitRS=P2^5;sbitRW=P2^6;sbitE=P2^7;charcodetab1[]={'W','E','L','C','O','M','E',0x00};charcodetab2[]={'Y','O','U',0x00};2023/2/634接口電路7.4.4LCD1602模塊的接口示例

設(shè)計要求液晶顯示W(wǎng)ELCOMEYOUP3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.717P3.616P3.515P2.728P2.526P2.627U1AT89C51GNDD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016LVCCvoiddelay(ucharN){uchari;while(N--)for(i=0;i<250;i++);}voidwrite_cmd(ucharcmd)//寫指令{LCD_D=cmd;RS=0;RW=0;E=0;delay(15);E=1;}voidwrite_byte(uchardat)//寫字節(jié){LCD_D=dat;RS=1;RW=0;E=0;delay(15);E=1;}voidmain(){uchari;SP=0x70;E=1;write_cmd(0x01);//清屏

write_cmd(0x38);//功能設(shè)置:8位數(shù)據(jù)，兩行，5*7點陣

write_cmd(0x0F);//顯示設(shè)置:開顯示和光標，光標閃爍

write_cmd(0x06);//輸入模式設(shè)置：光標右移1格且地址計數(shù)器加1i=0;write_cmd(0x80);//DDRAM地址設(shè)置：00H，即第一行1列

while(tab1[i]!=0x00){write_byte(tab1[i]);i++;}i=0;write_cmd(0xC0);//DDRAM地址設(shè)置：40H，即第二行1列

while(tab2[i]!=0x00){write_byte(tab2[i]);i++;}while(1);}*LCD12864應(yīng)用舉例

LCD12864點陣模塊驅(qū)動器控制器名稱型態(tài)電平功能描述GND－－電源地VCC輸入－電源輸入（+5V）V0輸入－對比度調(diào)節(jié)/RST輸入H/L復(fù)位信號VEE輸入－負壓輸入輸出端CS1輸入H/L片選信號，L,芯片1CS2輸入H/L片選信號，L,芯片2RS輸入H/L寄存器選擇端：H，數(shù)據(jù)；L，命令R/W輸入H/L讀/寫信號E輸入，執(zhí)行命令DB0～DB7輸入/輸出H/L數(shù)據(jù)總線LCD12864液晶模塊接口*Vout或名VEE指令名稱控制狀態(tài)代碼指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0顯示開關(guān)設(shè)置000011111D顯示起始行設(shè)置0011L5L4L3L2L1L0頁面地址設(shè)置0010111P2P1P0列地址設(shè)置0001C5C4C3C2C1C0讀取狀態(tài)字01BUSY0ON/OFFRESET0000寫顯示數(shù)據(jù)10數(shù)據(jù)讀顯示數(shù)據(jù)11數(shù)據(jù)

KS0108指令列表

顯示開關(guān)設(shè)置：D=1,開顯示；0，關(guān)顯示。

讀狀態(tài)字：BUSY=1，KS0108忙；0，KS0108閑ON/OFF=1，顯示關(guān)；0，顯示開RESET=0，KS0108正復(fù)位；1，KS0108正常工作3FHC0HB8H40H

設(shè)計要求：電路設(shè)計

顯示漢字為宋體16*16點陣，顯示內(nèi)容為“歡迎使用啟東計算機總廠生產(chǎn)的DICE系列實驗教學儀器!!”用“字模軟件”獲得，如zimo221ERWRSCS2CS1RSRWECS2CS1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.4P3.6AT89C51GNDVCCCS1CS2GNDVCCV0RSR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7RSTVoutAMPIRE128X6420KTabx[i]送左屏KS0108i++，j--B8H頁地址page_a，8頁數(shù)page_n，數(shù)據(jù)序號i、奇頁標志F0清064每頁列數(shù)j116漢字列數(shù)j，ii1j!=0?YN16j，i+16ij1!=0?YNj1--頁地址page_a++列指針清零i1i，F(xiàn)0取反F0F0=0?YNi+16ii+7*16iPage_n!=0?page_n--YN返回半屏顯示子程序流程圖主程序流程圖選擇左屏KS0108KS0108初始化：開顯示，顯示行、列、頁地址清0停止顯示左屏漢字選擇右屏KS0108顯示右屏漢字#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitRS=P3^0;sbitRW=P3^1;sbitE=P3^2;sbitCS1=P3^6;sbitCS2=P3^4;ucharcodetab5[]={//空格點陣0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,…//--文字:歡--宋體12，點陣16x160x14,0x24,0x44,0x84,0x64,0x1C,0x20,0x18,0x0F,0xE8,0x08,0x08,0x28,0x18,0x08,0x00,0x20,0x10,0x4C,0x43,0x43,0x2C,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x06,0x18,0x30,0x60,0x20,0x00,…};ucharcodetab6[]={//--文字:使--0x40,0x20,0xF0,0x1C