單片機ch09 8051擴展資源編程

第九章8051擴展資源的C編程可編程外圍定時器8253可編程外圍并行接口8255可編程接口芯片8155I2C總線擴展存儲器可編程外圍定時器8253CLK

時鐘輸入OUT

計數器輸出，當計數器減為零時，輸出相應信號GATE

門控信號，用于啟動或禁止計數器工作引腳尋址的端口CSA1A0000010011×0101×計數器0計數器1計數器2控制字寄存器本芯片沒有被選中CSRDWRA1A0功能01000寫入計數器001001寫入計數器101010寫入計數器201011寫入控制字寄存器00100讀計數器000101讀計數器100110讀計數器200111無操作1××××本芯片未被選中011××無操作8285的控制方式和控制字SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCDD7D000選擇通道001選擇通道110選擇通道211無效00計數器鎖存，供CPU讀取01只讀/寫計數器低位字節(jié)10只讀/寫計數器高位字節(jié)11先讀/寫計數器低位字節(jié)，后讀/寫高位字節(jié)000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式51BCD碼計數02進制計數BCD格式說明：①計數值范圍：0000～9999H，其中0000表示最大值10000，即104;②當預置了n=1234H，表示預置了一個十進制數1234。二進制格式說明：①計數值范圍：0000～FFFFH，其中0000表示最大值65536，即216

②當預置了n=1234H，表示預置了一個十六進制數1234H，即十進制數4660。8253的工作方式概述方式0

計數結束中斷方式方式1

可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式方式2

比率發(fā)生器方式3

方波發(fā)生器方式4

軟件觸發(fā)選通方式5

硬件觸發(fā)選通方式0：計數結束中斷方式寫入控制字后OUT初始狀態(tài)：低電平門控信號GATE的作用：①高電平允許計數；②如果在計數過程GATE為低電平，則暫停計數；③GATE回到高電平后，繼續(xù)往下計數。計數過程中OUT狀態(tài)：保持低電平計數結束OUT狀態(tài)：發(fā)生由低到高的正跳變，可以發(fā)出中斷請求信號。計數器回0后，是否重新計數：否應用：用于工業(yè)生產中對產品的計數方式1：可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式寫入控制字后OUT初始狀態(tài)：高電平門控信號GATE的作用：①高電平或低電平均不起作用；②只有在GATE發(fā)生由低到高的正跳變，輸出OUT由高到低跳變，并開始計數；③在計數過程中，若GATE產生負跳變，不影響計數；④在計數器回0之前，GATE又產生由低到高的正跳變，8253又將初始值裝入，重新開始計數，使生成脈沖加寬。計數過程中OUT狀態(tài)：保持低電平計數結束OUT狀態(tài)：發(fā)生由低到高的正跳變。計數器回0后，是否重新計數：否應用：用于定時方式2：脈沖發(fā)生器寫入控制字后OUT初始狀態(tài)：高電平門控信號GATE的作用：①高電平允許計數；②在計數過程中，若GATE變?yōu)榈碗娖綍r，禁止計數；③當GATE由低變高時，又把預置的計數初值裝入計數器，重新開始計數。計數過程中OUT狀態(tài)：保持高電平計數結束OUT狀態(tài)：產生一個時鐘周期的負脈沖。計數器回0后，是否重新計數：是應用：用于分頻方式3：方波發(fā)生器寫入控制字后OUT初始狀態(tài)：高電平門控信號GATE的作用：①高電平允許計數；②在計數過程中，GATE變?yōu)榈碗娖綍r，禁止計數；③當GATE由低變高時，又把預置的計數初值裝入計數器，重新開始計數。計數過程中OUT狀態(tài)：如果計數初值為偶數，則產生占空比為1/2的方波；如果計數初值為奇數，則產生占空比為(n+1)/2:n的方波，n為計數值計數結束OUT狀態(tài)：繼續(xù)輸出方波計數器回0后，是否重新計數：是應用：用于分頻方式4：軟件觸發(fā)選通寫入控制字后OUT初始狀態(tài)：高電平門控信號GATE的作用：①高電平允許計數；②在計數過程中，GATE變?yōu)榈碗娖綍r，禁止計數；③當GATE由低變高時，又把預置的計數初值裝入計數器，重新開始計數。計數過程中OUT狀態(tài)：保持高電平計數結束OUT狀態(tài)：輸出一個時鐘周期的負脈沖計數器回0后，是否重新計數：否應用：用于軟件觸發(fā)計數的場合方式5：硬件觸發(fā)選通寫入控制字后OUT初始狀態(tài)：高電平門控信號GATE的作用：

①高電平或低電平均不起作用；②只有在GATE發(fā)生由低到高的正跳變，開始計數；③在計數過程中，若GATE產生負跳變，不影響計數；④在計數器回0之前，GATE又產生由低到高的正跳變，8253又將初始值裝入，重新開始計數。計數過程中OUT狀態(tài)：保持高電平計數結束OUT狀態(tài)：輸出一個時鐘周期的負脈沖計數器回0后，是否重新計數：計數器回0后，自動將計數值裝入執(zhí)行部件，當GATE出現正跳變觸發(fā)脈沖時，又重新計數應用：用于硬件觸發(fā)計數的場合8253門控信號的控制功能工作方式GATE為低電平或下降沿GATE為上升沿GATE為高電平方式0禁止計數－允許計數方式1－從初始值開始計數，下一個時鐘后輸出變低－方式2禁止計數，使輸出變高從初始值開始計數允許計數方式3禁止計數，使輸出變高從初始值開始計數允許計數方式4禁止計數－允許計數方式5－從初始值開始計數－8253各種工作方式的特點方式0：寫入控制字后，OUT端變低，計數結束后，OUT端由低變高，該信號可以作為中斷源，實現對外部事件進行計數方式1：主要用來產生單脈沖，可用于定時方式2：用來產生序列負脈沖，每個負脈沖寬度與CLK的周期相同，實現對CLK進行分頻方式3：用于產生連續(xù)的方波，實現對CLK進行分頻方式4和方式5的波形相同，方式4由計數值觸發(fā)計數；方式5由門控信號觸發(fā)計數89C51單片機8253373P0.0-P0.7ALEP2.4DQ0CSA0D0-D7GEAOEWRRDQ1A1+5VP1.76MHz30Px2154GATE0,1,2WRRDP2.5P2.6P2.7CLK0CLK1CLK28初始化8253寫入控制字寫入計數初值鎖計數值讀計數值可編程外圍并行接口8255B組控制部件A組端口A（8）A組端口C上半部(4)B組端口C下半部(4)B組端口B（8）數據總線緩沖器讀寫控制部件A組控制部件8位內部數據總線雙向數據總線D7-D0A1A0RESETRDWRCSI/OPA7-PA0I/OPC7-PC4I/OPC3-PC0I/OPB7-PB08255A外部引腳與CPU連接的引腳D0~D7:雙向數據線CS:片選信號A1,A0:片內地址選擇信號RD、WR:讀寫輸入控制RESET:復位信號與外設連接的引腳PA0~PA7、PB0~PB7、PC0~PC74個端口地址：

A口、B口、C口和控制口8255PA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB3信號組合實現的端口操作A1A0RDWRCS操作00010端口A→CPU01端口B→CPU10端口C→CPU00100CPU→端口A01CPU→端口B10CPU→端口C11100CPU→控制寄存器11010非法操作××××1未選中地址線方式選擇控制字8255A有3種基本的工作方式，在對8255A進行初始化編程時，應向控制寄存器（即控制口）寫入方式選擇控制字，以規(guī)定各端口的工作方式。方式選擇控制字格式下C口I/O1=輸入0=輸出B口I/O1=輸入0=輸出B組方式0=方式01=方式1上C口I/O1=輸入0=輸出特征位D7=1A組方式:00=方式001=方式11x=方式2A口I/O1=輸入0=輸出C端口置位/復位控制字

端口C的數位常用作控制或應答信號,通過對8255A的控制口寫入置位/復位控制字,可使端口C的任意一個引腳的輸出單獨置1或單獨置0.0D6D5D4D3D2D1D0D3D2D1PC位000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7標志位不用1＝置位0＝復位8255A的工作方式1.方式0（基本輸入/輸出方式）24根I/O線全部由用戶支配A口、B口、C口都可工作在此方式不設置專用的聯絡信號線和狀態(tài)位單向I/O輸出有鎖存器功能，輸入只有A口有鎖存功能。2、方式1－選通輸入/輸出方式輸入或輸出都通過應答信號實現，端口A和端口B均可工作在此方式。這時端口A或B用作數據口，端口C的部分引腳用作握手信號線與中斷請求線。數據口的輸入、輸出數據都能鎖存。1)方式1輸入此時PC3~5和PC0~2分別用作A口和B口的狀態(tài)和控制線,PC6和PC7用作IO線PA7~PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O線&1oRD方式1(A口)PB7~PB08PC2STBBPC1IBFBPC0INTRB&1oRD方式1(B口)IBF－輸入緩沖器滿信號，高電平有效，由8255A輸出的狀態(tài)信號，表示輸入鎖存器已滿，向外設指明不能再送入數據。PA7~PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O線&1oRD方式1(A口)各應答信號的意義：STB－數據選通輸入信號，低電平有效，由外設輸入；INTR－中斷請求信號，高電平有效。是8255A向CPU發(fā)出的請求中斷信號，要求CPU服務。當IBF=1、STB=1時，INTR=1。2)方式1輸出這時PC3、PC6和PC7作A口的應答信號，PC0、PC1和PC2作B口的應答信號。余下的PC4和PC5可作輸入或輸出線。PA7~PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O線&1oWR方式1輸出(A口)PB7~PB08PC2ACKBPC1OBFBPC0INTRB&1oWR方式1輸出(B口)ACK－外設的回答信號，低電平有效，由外設送給8255A。表示CPU送到指定端口的數據已被外設接受。各應答信號的意義：OBF－輸出緩沖器滿信號，輸出，低電平有效。表示CPU已輸出數據到指定端口。INTR－中斷請求信號，高電平有效。PA7~PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O線&1oWR方式1輸出(A口)3.方式2（雙向選通輸入/輸出方式）只有A口可以工作于這種方式。A口既可用于輸入，又可用于輸出，但輸入和輸出過程不能同時進行。PA7~PA01&PC3PC7PC68位ACKAOBFAINTRAI/OPC2~PC0PC5PC4STBAIBFA11&ALE80318255AD7Q7G…RDRDWRWRRESETRESETCS74LS373D0P7…P0Q1Q0A1A0D7…D0EA微型打印機PA7…PA0DB7…DB0PB7…PB0PB7PC0BUSYSTB可編程接口芯片8155（a）邏輯結構（b）引腳圖8155口地址分布D7D6D5D4D3D2D1D0TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPAC口工作方式及控制信號分布8155狀態(tài)寄存器I2C總線擴展存儲器目前新一代單片機中使用的串行擴展接口有Motorola的SPI,NS公司的MICROWIRE/PLUS和PHILIPS公司的I2C總線。其中I2C總線具有標準的規(guī)范以及眾多帶I2C接口的外圍器件，形成了較為完善的串行擴展總線。I2C總線（InterICBus）是PHILIPS公司推出的兩線串行多主總線。I2C總線最顯著的特點是規(guī)范的完整性，結構的獨立性和用戶使用時的“傻瓜”化。I2C總線有嚴格的規(guī)范：接口的電器特性、信號時序、信號傳輸的定義、總線狀態(tài)設置、總線管理規(guī)則及總線狀態(tài)處理等。I2C總線結構I2C總線通過兩根線：串行數據線SDA和串行時鐘線SCL，在總線連接的器件之間傳信息，采用軟件尋址方式識別每個器件。I2C是多主機總線?？梢杂伤B的多個器件分時控制總線。單片機A將信息送至B：A(主器件)尋址B（從器件）；A(發(fā)送方)把數據傳至B（接收方）；A終止傳送。單片機A從B接收信息：A(主器件)尋址B（從器件）；A(接收方)接收B（發(fā)送方）數據；A終止接收。串行數據線SDA和串行時鐘線SCL都是雙向I/O線，通過上拉電阻接正電源電壓VDD，因此電平取決