【正文】 的方向。在 8155的器件內(nèi)部，從邏輯上來說，是只允許寫入命令寄存器和讀出狀態(tài)寄存器內(nèi)容的。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 (12) TIMER OUT：這是一個計時器的輸出引腳。(RD)=0)(CE)=0) 。 (5)IO/M：為上一個 I/O轉(zhuǎn)接口或存儲器的選擇信號。該地址可作為存儲器部分的低 8位地址，也可是 I/O接口的通道地址，這將由輸入的 IO/M 信號的狀態(tài)來決定。 (4) 命令寄存器。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 8155可編程并行接口芯片 8155芯片內(nèi)具有 256B的 RAM，兩個 8位，一個 6位的可編程 I/O和一個 14位計數(shù)器，與 MCS51單片機(jī)接口簡單，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用的芯片。 ACKA +INTE2當(dāng)端口 A被定義為雙向 I/O工作方式以后，內(nèi)部控制電路便自動提供 4個狀態(tài)觸發(fā)器 INTE INTEOBFA和 IBFA，同時還借用端口 C的 5條引腳作為 OBFA、 STBA、 INFA、 ACKA和 INTRA的輸入 /輸出。OBF 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 ② 當(dāng)端口 PA(或 PB)被定義為方式 1并行輸出時，內(nèi)部控制電路也相應(yīng)提供兩個狀態(tài)觸發(fā)器；中斷允許觸發(fā)器INTE和“輸出數(shù)據(jù)緩沖器滿”觸發(fā)器 OBF，同時還借用端口 C的 3條引腳分別作為 OBF的輸出端、回答信號 ACK的輸入端和中斷請求信號 INTR的輸入端。由于端口沒有數(shù)據(jù)， IBF觸發(fā)器為 0。當(dāng)采用方式 1工作時， PA和 PB的功能是完全相同的，但端口作為數(shù)據(jù)輸入口或數(shù)據(jù)輸出口時都具有不同的聯(lián)絡(luò)信號線和不同的工作波形。 (1)方式 0(基本輸入 /輸出 )。如果控制字的最高位為 1，表示是工作方式控制字，最高位為 0，則表示是按位置數(shù)控制字 (圖 1012)。 (3)PC7～ PC0(雙向 )：當(dāng) 8255工作于方式 0時， PC7～PC0為兩組并行 I/O數(shù)據(jù)線。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 CS：片選線，輸入，低電平有效。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 2)引腳 8255采用 40線雙列直插式封裝，如圖 1011所示。在使用上 3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。 (3)提供多個通信接口聯(lián)絡(luò)控制信號 (如中斷請求、外設(shè)準(zhǔn)備好及選通脈沖等 )。在 8051中可以用 PSEN信號和 RD信號相或，使外部程序存儲器與外部數(shù)據(jù)存儲器的存儲空間重疊而又能分別訪問。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 在圖 108(a)所示的外部數(shù)據(jù)存儲器讀周期中， P2口輸出外部 RAM單元的高 8位地址 (頁面地址 )， P0口分時傳送低 8位地址及數(shù)據(jù)。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展 MCS51芯片內(nèi)部具有 128B的 RAM存儲器，它們可以作為工作寄存器、堆棧、軟件標(biāo)志和數(shù)據(jù)緩沖器。 OE：輸出使能端。因此，自從E2PROM問世以來，在智能化儀器儀表、控制裝置、終端機(jī)、開發(fā)裝置等各種領(lǐng)域中受到極大的重視。 OE：數(shù)據(jù)輸出選通線。對于時鐘選為12MHz的系統(tǒng)， PSEN的寬度為 230ns，在選用 EPROM芯片時，除了考慮容量之外，還必須使 EPROM的讀取時間與主機(jī)的時鐘匹配。 擴(kuò)展程序存儲器常用芯片有 EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)型 (紫外線可擦除型 )，另外還有 +5V電可擦除 E2PROM等。如果 EA接低電平， 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 不使用片內(nèi)程序存儲器，片外程序存儲器地址范圍為 0000H～ FFFFH(64KB)。因此，片外數(shù)據(jù)存儲器同外部設(shè)備總的擴(kuò)展空間是 64KB。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 表 101 MCS51單片機(jī)常用外圍芯片 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 存儲器擴(kuò)展 存儲器擴(kuò)展概述 1．存儲器擴(kuò)展總線的組成 (1) 數(shù)據(jù)傳送：由數(shù)據(jù)總線 DB(D0～ D7)完成； D0～ D7由P0口提供。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展要求 MCS51系列單片機(jī)能提供很強(qiáng)的擴(kuò)展功能，可以直接外接標(biāo)準(zhǔn)的存儲器電路和 I/O接口電路，以構(gòu)成功能很強(qiáng)、規(guī)模較大的系統(tǒng)。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單 片 機(jī) 技 術(shù) 及 應(yīng) 用 第 10章 MCS51系統(tǒng)擴(kuò)展及接口技術(shù) 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用教學(xué)提示 本章重、難點(diǎn)在于單片機(jī)存儲器擴(kuò)展方法、并行 I/O口的擴(kuò)展方法、可編程芯片 8255及 8155的應(yīng)用、顯示技術(shù)與鍵盤接口技術(shù)、 A/D轉(zhuǎn)換和 D/A轉(zhuǎn)換的工作原理。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展概述 雖然 MCS51系列單片機(jī)芯片內(nèi)部集成了計算機(jī)的基本功能部件，但由于片內(nèi) ROM、 RAM的容量及輸入 /輸出端口等是有限的，在許多實用系統(tǒng)中，還需要在片外連接相應(yīng)的外圍芯片對功能進(jìn)行擴(kuò)展，以滿足應(yīng)用要求。這樣，單片機(jī)就可以像訪問外部 RAM存儲器那樣訪問外部接口芯片，對其口進(jìn)行讀寫操作。 另外，在 MCS51單片機(jī)中，擴(kuò)展的外部設(shè)備與片外數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，即外部設(shè)備占用片外數(shù)據(jù)存儲器的地址空間。如果 EA接高電平，那么片內(nèi)存儲器地址范圍是 0000H～ 0FFFH(4KB)，片外程序存儲器地址范圍是 1000H～ FFFFH(60KB)。其特點(diǎn)是掉電以后，內(nèi)部的程序信息不會丟失，因而提高了系統(tǒng)的可靠性。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 從圖 102中還可以看到， MCS51的 CPU在訪問外部程序存儲器的機(jī)器周期內(nèi)，控制線 ALE上出現(xiàn)兩個正脈沖，程序存儲器選通線 PSEN上出現(xiàn)兩個負(fù)脈沖，說明在一個機(jī)器周期內(nèi) CPU訪問兩次外部程序存儲器。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 2764為 28線雙列直插式封裝，其管腳配置如圖 103所示 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 A0～ A12：地址線。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 表 102 2764工作方式選擇 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 2． E2PROM接口設(shè)計 電可擦除可編程只讀存儲器 E2PROM是近年來國外廠家推出的新產(chǎn)品，它的主要特點(diǎn)是能在計算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行在線修改，并能在斷電的情況下保持修改的結(jié)果。其引腳功能如下： A0～ A12：地址線。此外，為了簡單起見，圖中 2864A的片選信號端 接 ，在實際應(yīng)用中通過 74LS138譯碼器輸出片選信號。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 MCS51單片機(jī)與外部 RAM單元之間數(shù)據(jù)傳送的定時波形如圖 108所示。引腳功能如下： 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 由于數(shù)據(jù)存儲器的地址空間和程序存儲器占有的地址空間是相同的，所以在某些應(yīng)用中，要執(zhí)行的程序的地址與存放數(shù)據(jù)的地址相同。 (2)實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)鎖存和輸出數(shù)據(jù)緩沖。 B口由一個 8位的數(shù)據(jù)輸出緩沖 /鎖存器和一個 8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器組成 (無鎖存，決定了 B口不能工作在方式 2)。這部分電路接收 MCS51送來的讀、寫命令和選口地址，用于控制對 8255的讀、寫。當(dāng) RD為0時 (WR必為 1)，所選的 8255處于讀狀態(tài)， 8255送出信息到CPU；反之亦然。 (2)PB7～ PB0(雙向 )： B端口的并行 I/O數(shù)據(jù)線。兩個控制字均在A1A0為 11的情況下發(fā)送，共用一個設(shè)備地址。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 下面根據(jù) 8255的不同工作方式，對控制字和狀態(tài)字進(jìn)行敘述。方式 1能分別指定 PA、 PB作為兩個獨(dú)立的 8位并行 I/O端口，并采用原端口 C中的部分引腳作為 PA和 PB的控制聯(lián)絡(luò)信號線 (每組 3條 )。 數(shù)據(jù)輸入的整個過程如下： 當(dāng)端口被控制字指定為采用方式 1輸入以后，工作前還應(yīng)發(fā)送按位設(shè)置控制字，將 INTE置 1。 當(dāng) CPU不需要接收數(shù)據(jù)時，可通過按位設(shè)置控制字將INTE清零，從而關(guān)閉該端口的請求。 INTR輸出高電平的條件是： INTR=INTE 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 由于端口 B的工作方式不同，當(dāng)端口 A工作于方式 2雙向 I/O時， 8255芯片可有 4種組合。 WR 8255的復(fù)位端 RESET與 8031的 RESET端相連 (也可單獨(dú)接成加電復(fù)位方式 )。可編程序 6位 I/O端口 PC0～ PC5。在允許地址鎖存信號 ALE的后沿 (即下降沿 )，將 8位地址鎖存在內(nèi)部地址寄存器中。當(dāng) 8155的引腳CE=0時，器件才允許被啟用，否則為禁止使用。(WR)=0) ④ 讀 I/O端口電路的必要條件是：(IO/M)=1) (11) TIMER IN：這是 14位二進(jìn)制減法計數(shù)器的輸入端。上面已經(jīng)敘述， 8155的命令寄存器和狀態(tài)寄存器分別為各自獨(dú)立的 8位寄存器。 8155命令寄存器各位的定義如圖 1019所示?！?0” —— 禁止；“ 1” —— 允許。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 (3) 8155的端口電路。該寄存器僅 6位，可以對 I/O端口電路 PC0～ PC5進(jìn)行編程，或?qū)γ罴拇嫫髅钭值牡? 3位 (PC1和 PC11)進(jìn)行適當(dāng)編程，使其成為 PA和 PB的控制信號，詳見表 106所示。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 4. MCS51和 8155的接口方法 MCS51單片機(jī)可以和 8155直接連接，不需要任何外加電路，對系統(tǒng)增加 256B的 RAM、 22位 I/O線及一個計數(shù)器。下面分別介紹發(fā)光二極管顯示器與 8031的接口設(shè)計和相應(yīng)的程序設(shè)計。當(dāng)位數(shù)較多時，用靜態(tài)顯示所需的 I/O口太多，一般采用動態(tài)顯示方法。在編此顯示子程序之前，必須明確以下 3個問題： (1) 要初始化 8255。8255初始化 MOV R0,57H 。送出顯示 ACALL DL1 。一個鍵盤，通常包括有數(shù)字鍵 (0～ 9)、字母鍵 (A～ Z)及一些功能鍵。 8051與鍵盤的接口可采用下列 3種方式： (1)8051通過并行接口 (如 815 8255)與鍵盤連接。如果 Y0Y1Y2都為高電平，則 X0這一行上沒有閉合鍵，如果讀出的列線狀態(tài)不全為高電平， 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 則為低電平的列線與 X0相交處的鍵處于閉合狀態(tài)，即看 X0這一行上是否有鍵閉合。為了保證 CPU對鍵的閉合作一次處理，必須去除抖動，在鍵的穩(wěn)定閉合或斷開時，讀鍵的狀態(tài)，以便識別到鍵由閉合到釋放時再作鍵輸入 處理。第 1行的首鍵號為 8，列號為 1，閉合鍵的鍵號為 N=行首鍵號 +列號 =8+1=9 (4) 使 CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理，采用的方法等待閉合鍵釋放以后再作處理。 MOV A,89H 。無鍵按下轉(zhuǎn) NI LK2： MOV R2,0FEH 。轉(zhuǎn)鍵處理 LONE： JB ,NEXT 。判是否掃描到最后一列 JNB ,KND RL A 。顯示口地址 → DPTR MOVX DPTR,A 。判是否已顯示到最低位，是則轉(zhuǎn) DIS2 JNB ,DIS2 RR A 。這一節(jié)從應(yīng)用的角度，主要介紹常用典型的 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換電路和 MCS51系統(tǒng)的接口邏輯設(shè)計。如二進(jìn)制碼、 BCD碼等。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 3. 集成 D/A轉(zhuǎn)換器 —— DAC0832 DAC0832是目前國內(nèi)應(yīng)用較普遍的 D/A轉(zhuǎn)換器。 (6) 功耗為 20mW。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 CS片選信號，低電平有效。當(dāng) WR2有效時、在XFER傳送控制信號作用下，可將鎖存在輸入寄存器的 8位數(shù)據(jù)送到 DAC寄存器。 Iout2： DAC的電流輸出 2，它使 Iout1+ Iout2恒為一常數(shù)。下面只討論單極性單緩沖器電路方式時的接口方法。 ? 逐次逼近比較型 A/D轉(zhuǎn)換器，在精度、速度和價格上都適中。 (2) 量程。精度指的是轉(zhuǎn)換后所得結(jié)果相對于實