《單片機原理與應(yīng)用技術(shù)》課件第9章

9.1系統(tǒng)擴展概述9.2數(shù)據(jù)存儲器的擴展9.3程序存儲器的擴展9.4程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的綜合擴展9.5并行接口的擴展思考題與習題第9章存儲器和并行口的擴展9.1.1單片機最小系統(tǒng)

所謂單片機最小系統(tǒng)，就是使單片機能運行的最少器件構(gòu)成的系統(tǒng)。

對于基本型MCS-51單片機，如89C51，因其有內(nèi)部ROM，所以只要將單片機接上時鐘電路和復(fù)位電路即構(gòu)成了最小系統(tǒng)，如圖9.1所示(圖中未畫電源)。9.1系統(tǒng)擴展概述圖9.189C51最小系統(tǒng)該最小系統(tǒng)有4KB的程序存儲器空間，所有P0～P3口都供用戶使用，用戶只要在這些口上加上鍵盤、顯示器和一些其它功能器件，就可以完成相關(guān)任務(wù)。

對于無內(nèi)部ROM的MCS-51單片機，如8031，除了時鐘電路和復(fù)位電路外，還需要擴展外部ROM，圖9.2就是一個擴展了16KBROM的最小系統(tǒng)。該系統(tǒng)擴展ROM時占用了P0、P2口，用戶只能使用P1和P3口。

8031組成的最小系統(tǒng)中，增加了EPROM芯片、74LS373鎖存器。它們是根據(jù)什么原理與CPU連接的？為什么要用74LS373鎖存器呢？下面將講述這些內(nèi)容。圖9.28031最小系統(tǒng)9.1.2總線概念

復(fù)雜的計算機系統(tǒng)是由眾多功能部件組成的，每個功能部件分別完成系統(tǒng)整體功能中的一部分，所以各功能部件與CPU之間就存在著相互連接并實現(xiàn)信息流通的問題。如果所需連接線的數(shù)量非常多，就造成了計算機組成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。為了減少連接線，簡化組成結(jié)構(gòu)，把具有共性的線歸并成一組公共連線，稱為總線。例如，專門用于傳輸數(shù)據(jù)用的公用線稱為數(shù)據(jù)總線(DB—DataBus)；專門用于傳輸?shù)刂返墓镁€稱為地址總線(AB—AddressBus)；專門的選通、控制的線稱為控制總線(CB—ControlBus)，它們統(tǒng)稱為“三總線”。

MCS-51系列單片機屬總線型結(jié)構(gòu)，片內(nèi)通過內(nèi)部總線把各個功能部件、器件連成一個整體，當片外進行功能部、器件擴展時，則由P0和P2口組成外部8位數(shù)據(jù)總線和16位地址總線，P3口及相關(guān)專用選通線組成控制總線，所以它是一個典型的三總線結(jié)構(gòu)，如圖9.3所示。

MCS-51系列單片機所提供的數(shù)據(jù)、地址和控制總線，簡化了對外部存儲器及多功能部、器件的要求，而且硬件連接極為簡單、方便。為了能與MCS-51系列單片機的總線配套，Intel公司和其它公司設(shè)計了許多標準的外圍芯片，為應(yīng)用系統(tǒng)的擴展提供了既方便又豐富的硬件資源。這也是MCS-51系列單片機的突出優(yōu)點之一。圖9.3MCS-51單片機總線信號數(shù)據(jù)存儲器即隨機存取存儲器(RandomAccessMemory)，簡稱RAM，用于存放可隨時修改的數(shù)據(jù)信息。對RAM可以進行讀、寫操作。RAM為易失性存儲器，斷電后所存信息立即消失。按其工作方式，RAM又分為動態(tài)RAM(DRAM—DynamicRAM)和靜態(tài)RAM(SRAM—StaticRAM)。9.2數(shù)據(jù)存儲器的擴展動態(tài)RAM一般容量較大，但要定時刷新才能維持所存信息，使用略復(fù)雜，單片機中使用較少。靜態(tài)RAM只要電源上電，所存信息就能可靠保存，不需要刷新，擴展電路簡單，單片機中使用較多。

MCS-51單片機基本型片內(nèi)只有128B的RAM，增強型(如89C52)有256B的RAM。應(yīng)用系統(tǒng)需要更多的RAM時，可以片外擴展，可擴展的最大容量為64KB。9.2.1SRAM芯片

Intel公司的SRAM芯片有6264、62128、62256等。其型號的前兩位數(shù)62表示SRAM；“62”后面的數(shù)字表示其存儲容量，除以8為字節(jié)容量。如6264，有64÷8=8KB容量。圖9.4列出了幾種SRAM芯片的引腳圖。引腳的功能如下：

A0～A15：地址輸入線。

D0～D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線。

：片選信號輸入線，低電平有效。

：讀選通信號輸入線，低電平有效。

(或)：寫允許信號輸入線，低電平有效。

VCC：工作電源，+5V。

GND：地線。圖9.4SRAM引腳圖(a)引腳分類；(b)引腳圖SRAM通常有讀、寫、維持三種工作方式，見表9.1。表9.1SRAM的工作方式9.2.2典型外部數(shù)據(jù)存儲器的連接

圖9.5是89C51與62128的連接示意圖。

顯然，它們是按“三總線”的原則連接的：單片機的P0作為數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)存儲器的D0～D7連接；單片機的P2.0～P2.5作為地址總線的高6位與數(shù)據(jù)存儲器的A8～A13連接；單片機的P0通過地址鎖存器74LS373作為地址總線的低8位與數(shù)據(jù)存儲器的A0～A7連接；單片機的、作為控制總線與數(shù)據(jù)存儲器的、連接；單片機的P2.7作為片選信號與數(shù)據(jù)存儲器的連接。圖9.589C51與62128的連接示意圖9.2.3地址鎖存器和外擴RAM的操作時序

從圖9.5的連接圖中可以看出，MCS-51單片機地址總線為P0、P2口，但P0口同時也是數(shù)據(jù)總線，如果不做處理，低8位地址總線與數(shù)據(jù)總線就會發(fā)生沖突。解決辦法是，采用地址鎖存器，分時共用P0口，將地址與數(shù)據(jù)隔離。地址鎖存器常用的型號有74LS373、74LS573、74LS273，引腳見圖9.6。74LS573內(nèi)部結(jié)構(gòu)與74LS373完全一樣，只是其引腳的排列與74LS373不同，輸入的D端和輸出的Q端依次排在芯片的兩側(cè)，為繪制印刷電路板時的布線提供了方便，推薦讀者優(yōu)先選用。圖9.6地址鎖存器引腳圖圖9.7地址鎖存器結(jié)構(gòu)示意圖

D0～D7為8D鎖存器的數(shù)據(jù)輸入端，Q0～Q7為8D鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端。為三態(tài)門的控制端?！叭龖B(tài)門”的輸出有三種狀態(tài)：高電平、低電平、高阻懸浮狀態(tài)。為低電平時，三態(tài)門導(dǎo)通，輸出OUT的數(shù)值與Q0～Q7一致。當該信號為高電平時，輸出線呈高阻態(tài)。

G為數(shù)據(jù)打入端，當G為“1”時，鎖存器輸出狀態(tài)(Q0～Q7)同輸入狀態(tài)(D0～D7)，即8D鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端Q跟隨輸入端D變化；當G由“1”變“0”，即“負跳變”時，數(shù)據(jù)打入鎖存器中，這時如果外部數(shù)據(jù)使D端發(fā)生變化，Q也不隨之變化。

74LS273的數(shù)據(jù)打入端為11腳“CLK”；三態(tài)門控制端1腳“CLR”的邏輯與74LS373相反。使用時應(yīng)加以注意。

MCS-51單片機讀、寫外部數(shù)據(jù)存儲器的操作時序如圖9.8所示。

圖9.8單片機讀、寫外部數(shù)據(jù)存儲器的操作時序(a)片外數(shù)據(jù)存儲器讀時序；(b)片外數(shù)據(jù)存儲器寫時序讀外部數(shù)據(jù)存儲器的時序：如圖9.8(a)所示，在第一個機器周期S1，ALE由低電平變高電平①，讀周期開始。在S2狀態(tài)，CPU把低8位地址送上P0，把高8位地址送上P2。ALE的下降沿②用來把低8位地址鎖存在外加地址鎖存器內(nèi)③，而高8位地址此后一直鎖存在P2口上，無需外加外鎖存。在S3，P0進入高阻狀態(tài)④。在S4，讀控制信號變?yōu)橛行Б?，它使得被尋址的?shù)據(jù)存儲器把有效的數(shù)據(jù)送上P0⑥，當回到高電平后⑦，被尋址的存儲器把其本身的總線懸浮起來⑧，使P0進入高阻狀態(tài)。寫外部數(shù)據(jù)存儲器的時序與上述類同，但寫的過程是CPU主動把數(shù)據(jù)送上總線，故在時序上，CPU向P0送完被尋址存儲器的低8位地址后，在S3狀態(tài)就送數(shù)據(jù)上總線P0了③。其間，總線P0不再出現(xiàn)高阻懸浮狀態(tài)。在S4狀態(tài)，寫控制信號有效，選通了被尋址的數(shù)據(jù)存儲器。之后，P0上的數(shù)據(jù)就寫到被尋址的存儲器內(nèi)了。9.2.4確定擴展芯片地址的方法

單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，為了唯一地確定某一存儲單元或I/O端口，需要進行兩次選擇。一是先找到該存儲單元或I/O端口所在的芯片，稱為“片選”；二是通過對芯片本身所具有的地址線進行譯碼，最后確定存儲單元或I/O端口，稱為“字選”。唯一地確定某一存儲單元或I/O端口并不意味著這些存儲單元或I/O端口的地址是唯一的。如果在譯碼中，即“片選”和“字選”中，使用了全部地址線，這樣地址與存儲單元或I/O端口一一對應(yīng)，只占用一個唯一的地址，稱為全地址譯碼。如果僅使用了部分地址線，地址與存儲單元或I/O端口不是一一對應(yīng)，而是一個存儲單元或I/O端口占用了幾個地址，則稱為部分地址譯碼。部分地址譯碼選擇同一個存儲單元或I/O端口的地址可能有幾個，但物理目標卻是唯一的。就像同一地點有幾個地名一樣，地名不同但地點是唯一的。

片選保證每次只選中某一芯片或I/O端口，常用的片選法有線選法和地址譯碼法。

1)線選法

線選法是直接利用系統(tǒng)地址總線最高幾位空余線(如P2.7或P2.6、P2.5等)中的一根作為片選控制線來選擇一個芯片的方法。線選法硬件開支少，方法簡單，常用于應(yīng)用系統(tǒng)擴展芯片較少的場合。

在設(shè)計地址譯碼電路時，如果采用地址譯碼關(guān)系圖的話，將會帶來很大的方便。所謂地址譯碼關(guān)系圖，就是一種用簡單的符號來表示全部地址譯碼關(guān)系的示意圖表。例如，圖9.5擴展的數(shù)據(jù)存儲器地址譯碼關(guān)系如表9.2所示。表9.2圖9.5擴展的數(shù)據(jù)存儲器地址譯碼關(guān)系從地址譯碼關(guān)系圖上可以明確幾點：

(1)屬完全地址譯碼還是部分地址譯碼；

(2)譯碼線有多少根；

(3)所占用的全部地址范圍為多少。

此關(guān)系圖中，地址線中有1個“·

”(P2.6未用)，表示為部分地址譯碼，本例中，每個單元占用了2個地址。若2根地址線不用，則一個單元占用4個地址；3根地址線不用，則占用8個地址，依此類推。該數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)譯碼線有14根(A0～Ａ13)，其所占用的地址范圍如下：

當A14為0時，所占用地址為0000000000000000～0011111111111111，即0000H～3FFFH。當A14為1時，所占用地址為0100000000000000～0111111111111111，即4000H～7FFFH。它共占用了兩組地址，這兩組地址在使用中實際上是對62128中的同一個存儲單元進行操作。實際應(yīng)用中，可把A14接地或VCC，使它形成唯一的地址。

圖9.9是用線選法擴展3片6264的電路圖，其地址譯碼關(guān)系如表9.3所示，它采用了3根地址譯碼線，屬完全地址譯碼。圖9.9線選法擴展3片6264電路圖表9.3圖9.9的地址譯碼關(guān)系

2.地址譯碼法

地址譯碼法是將單片機系統(tǒng)中的空余地址線去控制外部地址譯碼器，以譯碼器的輸出作為片選控制信號的方法。地址譯碼法常用于系統(tǒng)中擴展芯片較多而空余的地址線不夠的場合。

常用的地址譯碼器有74LS138(3-8譯碼器)、74LS139(雙2-4譯碼器)、74LS154(4-16譯碼器)等。下面僅介紹74LS138和74LS139。

74LS138是一種3-8譯碼器，有三個數(shù)據(jù)輸入端，經(jīng)譯碼產(chǎn)生8種狀態(tài)。其引腳及真值表見圖9.10。圖9.1074LS138引腳及真值表

74LS139具有兩個2-4譯碼器。這兩個譯碼器完全獨立，分別有各自的數(shù)據(jù)輸入端、譯碼狀態(tài)輸出端以及數(shù)據(jù)輸入允許端。其引腳及真值表見圖9.11，真值表為其中任一路2-4譯碼器的輸入/輸出狀態(tài)。

使用譯碼器后，只需要單片機少數(shù)的引腳就可以獲得更多的片選信號。圖9.12是用譯碼選通法擴展的4片62128的電路圖，它采用了P2口中剩余的2根地址線，屬完全譯碼。地址譯碼關(guān)系如表9.4所示。圖9.1174LS139引腳及真值表圖9.12譯碼法擴展4片62128電路圖表9.4圖9.12的地址譯碼關(guān)系9.3.1ROM芯片

程序存儲器一般采用只讀存儲器ROM(ReadOnlyMenory)。這類存儲器的特點是把信息寫入后，能長期保存，不會因電源斷電而丟失。單片機中ROM用來存放程序和表格數(shù)據(jù)。

根據(jù)寫入和擦除方式的不同，ROM可分為掩膜ROM、可編程ROM、紫外線擦除可編程ROM、電擦除可編程ROM、FlashROM等。9.3程序存儲器的擴展

MASKROM指的是掩膜ROM，用戶的數(shù)據(jù)或程序由廠家做成光刻板，在芯片制造過程中由廠家寫入。掩膜ROM只能寫入一次，且不能再修改，因此只適合于批量生產(chǎn)。

PROM指的是“可編程只讀存儲器”，即ProgrammableRed-OnlyMemory。這樣的產(chǎn)品只允許寫入一次，所以也被稱為“一次可編程只讀存儲器”(OneTimeProgrammingROM，OTP-ROM)。

EPROM指的是“可擦寫可編程只讀存儲器”，即ErasableProgrammableRead-OnlyMemory。它的特點是具有可擦除功能，擦除后即可進行再編程，但缺點是擦除需要使用紫外線照射一定的時間。這一類芯片特別容易識別，其封裝中包含一個“石英玻璃窗”。

EEPROM又稱E2PROM，指的是“電可擦除可編程只讀存儲器”，即ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory。它的最大優(yōu)點是可直接用電信號擦除，也可用電信號寫入。

FlashROM又稱閃爍存儲器，簡稱閃存，是一種非易失性的內(nèi)存，屬于E2PROM的改進產(chǎn)品。它的最大特點是必須按塊(Block)擦除(每個區(qū)塊的大小不定，不同廠家的產(chǎn)品有不同的規(guī)格)，而E2PROM則可以一次只擦除一個字節(jié)(Byte)。目前FlashROM的擦除次數(shù)高達10萬次?，F(xiàn)在自帶內(nèi)部程序存儲器的單片機大多采用FlashROM。

從學習程序存儲器的擴展來講，采用EPROM的電路比較典型。典型的EPROM芯片是27系列產(chǎn)品，例如，2764(8KB?×?8)、27128(16KB?×?8)、27256(32KB?×?8)、27512(64KB?×?8)。“27”后面的數(shù)字表示其位存儲容量，引腳如圖9.13所示。一些容量較小的EPROM如2716、2732目前已停止生產(chǎn)。EPROM芯片上有一個玻璃窗口是用來照射紫外線擦除用的。EPROM固化后，應(yīng)使用黑色不干膠遮住這個窗口。引腳功能如下：A0～A15：地址線引腳。數(shù)目由存儲容量來定。D0～D7：數(shù)據(jù)線。：片選輸入端。：輸出允許控制端(允許“讀”信號端)。：編程時，加編程脈沖的輸入端。VPP：編程用，編程電壓(+?12.5V)輸入端。VCC：+?5V，芯片的工作電壓。GND：數(shù)字地。圖9.13常見EPROM引腳圖9.3.2程序存儲器的擴展圖9.14是89C51與一片27128的連接示意圖。很明顯，其也是按“三總線”的原則連接的：單片機的P0作為數(shù)據(jù)總線與EPROM的D0～D7連接；單片機的P2.0～P2.5作為地址總線的高6位與EPROM的A8～A13連接；單片機的P0通過地址鎖存器74LS573作為地址總線的低8位與EPROM的A0～A7連接；單片機的作為“讀”控制與EPROM的連接；此例中單片機只擴展了一片EPROM，所以CE始終接地。圖9.1489C51與27128的連接示意圖對于自帶內(nèi)部ROM的單片機系統(tǒng)，在正常運行時，應(yīng)把引腳接高電平(

=1)，使程序從內(nèi)部ROM開始執(zhí)行。當PC值超過內(nèi)部ROM的容量時，會自動轉(zhuǎn)向外部程序存儲器地址空間執(zhí)行。如：89C51自帶4KB的內(nèi)部ROM，地址范圍為0000H～0FFFH，則片外地址范圍為1000H～FFFFH(本例中外部程序存儲器的容量為16KB，所以片外地址為1000H～4FFF)。當PC值超過0FFFH時會自動轉(zhuǎn)向外部1000H的地址空間。對這類單片機，若把接低電平(=0)，片外程序存儲器的地址范圍為0000H～FFFFH的全部64KB地址空間，而不管片內(nèi)是否實際存在程序存儲器。本例中，如需要讀27128中1000H的數(shù)據(jù)，可用以下程序?qū)崿F(xiàn)：

MOV DPTR，#1000H

CLR A

MOVC A，@A?+?DPTR

圖9.14中的P2口已用作擴展程序存儲器的高8位地址總線，雖然只用了6根(P2.0～P2.5)，但P2腳其余未用引腳(P2.6、P2.7)已不宜作通用I/O口線，否則會給軟件設(shè)計和使用帶來相當多的麻煩，這一點在系統(tǒng)接口設(shè)計時務(wù)必注意。目前，MCS-51單片機大都有內(nèi)部自帶程序存儲器的機型，其容量從1KB到64KB都有。對于8031這類無內(nèi)部ROM的機型已停產(chǎn)。如果不是由于應(yīng)用系統(tǒng)的特殊需要，一般并不主張擴展程序存儲器ROM。因此，有關(guān)擴展程序存儲器的時序分析等內(nèi)容，本書不再講解，讀者可以參考有關(guān)資料。圖9.15所示為MCS-51單片機采用線選法擴展了1片16KB的RAM和1片16KB的EPROM接口電路。

其地址譯碼關(guān)系如表9.5所示。此表中P2.7可以取1或0，所以62128是不完全譯碼，每一個存儲器單元都有兩個地址，編寫程序時，對兩個地址所進行的操作，效果是相同的。9.4EPROM和RAM的綜合擴展圖9.15線選法擴展EPROM和RAM電路圖表9.5圖9.15的地址譯碼關(guān)系圖中的27128片選端始終接地。在訪問27128時，62128的地址、數(shù)據(jù)總線也滿足了訪問的要求，但27128的“讀”控制線是由提供的，而62128的“讀”、“寫”控制信號是由、提供的，因此兩個芯片的數(shù)據(jù)不會發(fā)生沖突。9.5.1總線驅(qū)動器

MCS-51系列單片機的外部擴展空間是很大的，但總線口(P0、P2)和控制信號線的負載能力是有限的。P0口可以驅(qū)動8個TTL負載，其它P1、P2、P3口能驅(qū)動4個TTL負載。當需要擴展的芯片較多，超過了單片機口的負載能力時，就需要加總線驅(qū)動器。

9.5并行接口的擴展

P0口需加雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器74LS245，其引腳、邏輯圖見圖9.16。可以看出，74LS245實際上就是兩組8位三態(tài)門電路，無鎖存功能，每個引腳輸出電流為15?mA，灌入電流為24mA。是使能端，低電平有效。DIR為方向控制端，有效時，DIR=1，A→B；DIR=0，A←B。與P0口的連接圖見圖9.17。圖9.1674LS245雙向數(shù)據(jù)驅(qū)動器(a)74LS245引腳；(b)74LS245邏輯圖

P2口可用單向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器74LS244，其引腳、邏輯圖見圖9.18?？梢钥闯?，74LS244實際上就是兩組4位三態(tài)門電路，無鎖存功能，每個引腳輸出電流為15mA，灌入電流為24mA。當和均為低電平時，兩組三態(tài)門開通，輸入A端數(shù)據(jù)直通到輸出Y端；若和均為高電平時，三態(tài)門不開通，輸出端Y端呈高阻狀態(tài)。與P2口的連接圖見圖9.19。

74LS245、74LS244也可以作為并行輸入/輸出口的簡單擴展使用。圖9.1774LS245與P0口的接口圖9.1874LS244雙向數(shù)據(jù)驅(qū)動器(a)74LS244引腳；(b)74LS244邏輯圖圖9.1974LS244與P2口的接口9.5.2用74LS系列TTL電路擴展并行I/O口

用TTL電路作并行I/O口的特點是電路口線少，利用率高。選用TTL作并行I/O時，要靈活運用“輸入三態(tài)，輸出鎖存”的原則，選擇與總線相連接的TTL芯片。圖9.20是一片74LS573作并行輸出，另一片74LS573作并行輸入的接口電路。圖9.20采用74LS573電路的I/O接口考慮到輸入操作時只有RD信號有效，輸出操作時只有WR信號有效，故電路的輸入/輸出口共用一個地址7FFFH。

將一個字節(jié)寫入74LS573的指令為：

MOV DPTR，#7FFFH

MOV A，#data

MOVX @DPTR，A參照9.2.3節(jié)的時序，分析以上程序可知，MOVX@DPTR，A指令的執(zhí)行過程可以分為兩步：

(1)準備地址。此時P2口的狀態(tài)為7FH，即P2.7引腳為0，其他引腳為1；P0口的狀態(tài)為FFH。

(2)送數(shù)據(jù)。此時P0線上將出現(xiàn)A中的內(nèi)容，P0口第一步中的狀態(tài)FFH被A中的內(nèi)容取代，且RD=1，WR=0。這時，圖9.20引腳的狀態(tài)為：P0=A；P2.7=0；RD=1；WR=0。這樣，或非門的輸出為1，則74LS573(1)的G=1，由于OE=0，則Q=D，即Q0～Q7將全部呈現(xiàn)P0的狀態(tài)，也就是呈現(xiàn)了A中的結(jié)果，達到了輸出數(shù)據(jù)的目的。接受74LS573(2)上輸入的8位數(shù)據(jù)讀到累加器A中的指令如下：

MOV DPTR，#7FFFH

MOVX A，@DPTR

參照9.2.3節(jié)的時序可知，MOVXA,@DPTR指令的執(zhí)行過程也可分為兩步：

(1)準備地址。此時P2口的狀態(tài)為7FH，即P2.7引腳為0，其他引腳為1；P0口的狀態(tài)為FFH；但RD=0，WR=1。

(2)讀數(shù)據(jù)。這時，圖9.20引腳的狀態(tài)為：P2.7=0；RD=0；WR=1，這樣，或門的輸出為0，則74LS573(2)的OE=0，由于G=1，則Q=D，P0線上將出現(xiàn)74LS573(2)輸入端D的內(nèi)容，達到了獲取輸入數(shù)據(jù)的目的。

利用74LS245擴展輸入接口的電路也很簡單，如圖9.21所示。圖9.21采用74LS245的輸入接口如果單片機要從74LS245輸入數(shù)據(jù)，可以執(zhí)行如下指令：

MOV DPTR，#7FFFH MOVX A，@DPTR9.5.3并行可編程芯片8255A

所謂可編程的接口芯片，是指其功能可由微處理器的指令來加以改變的接口芯片，利用編程的方法，可以使一個接口芯片執(zhí)行不同的接口功能。8255A是最常用的并行可編程芯片之一。它和MCS-51相連，可為外設(shè)提供三個8位的I/O端口：A口、B口和C口。三個端口的功能完全由編程來決定。

1.?8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列

圖9.22為8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖。圖9.228255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖

1.?8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列

圖9.22為8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖。

1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8255A可編程接口由以下4個邏輯結(jié)構(gòu)組成：

(1)?A口、B口和C口。A口、B口和C口均為8位I/O數(shù)據(jù)口，但結(jié)構(gòu)上略有差別。A口輸入/輸出都帶鎖存器。C口可編程為兩個4位端口(高4位及低4位)。B口和C口輸出帶鎖存器，但輸入無鎖存器。

這三個端口都可以和外設(shè)相連，分別傳送外設(shè)的輸入/輸出數(shù)據(jù)或控制信息。

(2)?A、B組控制電路。這是兩組根據(jù)CPU的命令字控制8255A工作方式的電路。A組控制A口及C口的高4位，B組控制B口及C口的低4位。

(3)數(shù)據(jù)緩沖器。這是一個雙向三態(tài)8位的驅(qū)動口，用于和單片機的數(shù)據(jù)總線相連，傳送數(shù)據(jù)或控制信息。

(4)讀/寫控制邏輯。這部分電路接收MCS-51送來的讀/寫命令和選口地址，用于控制對8255A的讀/寫。

2)引腳

(1)數(shù)據(jù)線(8條)。D0～D7為數(shù)據(jù)總線，用于傳送CPU和8255A之間的數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)字。

(2)控制線和尋址線(6條)。

RESET：復(fù)位信號，輸入高電平有效。一般和單片機的復(fù)位相連，復(fù)位后，8255A所有內(nèi)部寄存器清0，所有口都為輸入方式。

和：讀、寫信號線，輸入，低電平有效。當為0時(必為1)，所選的8255A處于讀狀態(tài)，8255A送出信息到CPU。反之亦然。：片選線，輸入，低電平有效。A0、A1：地址輸入線。當=0，芯片被選中時，這兩位的4種組合00、01、10、11分別用于選擇A、B、C口和控制寄存器。

A0、A1：地址輸入線。當=?0，芯片被選中時，這兩位的4種組合00、01、10、11分別用于選擇A、B、C口和控制寄存器。

(3)?I/O口線(24條)。PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7為32條雙向三態(tài)I/O總線，分別和A、B、C口相對應(yīng)，用于8255A和外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)。

(4)電源線(2條)。VCC為+?5V，GND為地線。圖9.228255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖

2.?8255A的控制字

8255A的三個端口具體工作在什么方式下，是通過CPU對控制口寫入控制字來決定的。8255A有兩個控制字：方式選擇控制字和C口置/復(fù)位控制字。用戶通過程序把這兩個控制字送到8255A的控制寄存器(A0A1=11)，這兩個控制字以D7作為標志。

1)方式選擇控制字

方式選擇控制字的格式和定義如圖9.23(a)所示。圖9.238255控制字的格式和定義

例：設(shè)8255A控制字寄存器的地址為F3H，試編程使A口為方式0輸出，B口為方式0輸入，PC4～PC7為輸出，PC0～PC3為輸入。

其程序為：

MOV R0， #0F3H

MOV A， #83H ；83H按題意由圖9.23獲得

MOVX @R0，A

2)?C口置/復(fù)位控制字

C口置/復(fù)位控制字的格式和定義如圖9.23(b)所示。C口具有位操作功能，把一個置/復(fù)位控制字送入8255A的控制寄存器，就能將C口的某一位置1或清0(復(fù)位)而不影響其他位的狀態(tài)。

例：仍設(shè)8255A控制字寄存器地址為F3H，下述程序可以將PC1置1，PC3清0。

MOV R0， #0F3H

MOV A， #03H

MOVX @R0， A

MOV A， #06H

MOVX @R0，A

3.?8255A的工作方式

8255A有三種工作方式：方式0、方式1和方式2。方式的選擇是通過上述寫控制字的方法來完成的。

(1)方式0(基本輸入/輸出方式)：A口、B口及C口高4位、低4位都可以設(shè)置輸入或輸出，不需要聯(lián)絡(luò)信號。單片機可以對8255A進行I/O數(shù)據(jù)的無條件傳送，外設(shè)的I/O數(shù)據(jù)在8255A的各端口能得到鎖存和緩沖。

(2)方式1(選通輸入/輸出方式)：A口和B口都可以獨立地設(shè)置為方式1，在這種方式下，8255A的A口和B口通常用于傳送和它們相連外設(shè)的I/O數(shù)據(jù)，C口作為A口和B口的握手聯(lián)絡(luò)線，以實現(xiàn)中斷方式傳送I/O數(shù)據(jù)。C口作為聯(lián)絡(luò)線的各位分配是在設(shè)計8255A時規(guī)定的。

(3)方式2(