【文章內(nèi)容簡介】 片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 8155的命令 /狀態(tài)寄存器 1. 命令字 4 3 4 2 1 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D A口工作方式 0：輸入 1：輸出 4 3 4 2 1 定時器工作方式 00：無操作 01：停止計數(shù) 10：計滿后停止 11：開始計數(shù) B口工作方式 0：輸入 1：輸出 C口工作方式 00： ALT1 01： ALT2 10： ALT3 11： ALT4 A口中斷 0：禁止 1：允許 B口中斷 0：禁止 1：允許 50 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 2. 狀態(tài)字 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D INTRA： A口中斷請求 TIMER：定時器中斷 （計數(shù)滿時為高電平，讀出狀態(tài)字或硬件復(fù)位為低電平） ABF： A口緩沖器滿 /空 INTEA： A口中斷允許 INTEB： B口中斷允許 INTRB： B口中斷請求 BBF： B口緩沖器滿 /空 51 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 8155的定時器 /計數(shù)器 1. 定時器 /計數(shù)器的計數(shù)結(jié)構(gòu) 8155的定時器 /計數(shù)器是一個 14位的減法計數(shù)器 ， 由兩個 8位寄存器構(gòu)成 ， 以其中的低 14位組成計數(shù)器 ， 剩下的兩個高位 (M2， M1)用于定義計數(shù)器輸出的信號形式 。 輸出方式 計數(shù)器高 6位 計數(shù)器低 8位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 M2 M1 T13 T12 T11 T10 T9 T8 52 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 2. 定時器 /計數(shù)器的使用 ? 8155的定時器 /計數(shù)器是減法計數(shù) ， 而 MCS51單片機(jī)的定時器/計數(shù)器卻是加法計數(shù) ， 因此確定計數(shù)初值的方法是不同的 。 ? MCS51單片機(jī)的定時器 /計數(shù)器有多種工作方式，而 8155的定時器 /計數(shù)器只有一種固定的工作方式，即 14位計數(shù)。通過軟件方法進(jìn)行計數(shù)初加載。 ? MCS51單片機(jī)的定時器計數(shù)器有兩種計數(shù)脈沖。定時功能時，內(nèi)部按機(jī)器周期提供固定頻率的計數(shù)脈沖；計數(shù)功能時，從芯片外部引入計數(shù)脈沖。但 8155的定時器 /計數(shù)器，不論是定時功能還是計數(shù)功能都是由外部提供計數(shù)脈沖，其信號引腳是 TIMER IN。 ? MCS51單片機(jī)的定時器 /計數(shù)器，計數(shù)溢出時，自動置位TCON寄存器的計數(shù)溢出標(biāo)志位 (TF)，供用戶查詢或中斷方式使用；但 8155的定時器 /計數(shù)器，計數(shù)溢出時向芯片外部輸出一個信號 (TIMER OUT)。而且這一信號還有脈沖和方波兩種形式，可由用戶進(jìn)行選擇。具體 (M2， M1)兩位定義。 53 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 M2M1 = 00 單個方波 M2M1 = 01 連續(xù)方波 M2M1 = 10 單個脈沖 M2M1 = 11 連續(xù)脈沖 這四種輸出形式如下圖所示。 2 M 1 M 0 0 0 1 1 0 1 1 單個方波 連續(xù)方波 單個脈沖 連續(xù)脈沖 開始計數(shù) 停止計數(shù) 54 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 3. 定時器 /計數(shù)器的控制 8155定時器 /計數(shù)器的工作方式由命令字中的最高兩位進(jìn)行控制。具體說明如下： D7D6=00 不影響計數(shù)器工作。 D7D6=01 停止計數(shù)。如計數(shù)器未啟動則無操作，如計數(shù)器正運(yùn)行則停止計數(shù)。 D7D6=10 達(dá)到計數(shù)值（計數(shù)器減為 0）后停止。 D7D6=11 啟動，如果計數(shù)器沒運(yùn)行，則在裝入計數(shù)值后開始計數(shù)；如果計數(shù)器已運(yùn)行，則在當(dāng)前計數(shù)值計滿后，再以新的計數(shù)值進(jìn)行計數(shù)。 55 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 8155初始化 要求使用 8155定時器 /計數(shù)器對計數(shù)脈沖進(jìn)行千分頻，即計數(shù) 1000后， TIAMER OUT端電平狀態(tài)發(fā)生變化，并重新置數(shù)以產(chǎn)生連續(xù)方波。此外假定 A口為輸入方式，B口為輸出方式， C口為輸入方式，禁止中斷。請編寫初始化程序。 解：要求輸出連續(xù)方波，所以定時器 /計數(shù)器的最高兩位 M2M1=01。計數(shù)器的其它 14位裝入計數(shù)初值。8155為減法計數(shù)，所以計數(shù)初值為 1000，化為 16進(jìn)制數(shù)為 03E8H。則定時器 /計數(shù)器的高 8位為： 43H，低 8位為：0E8H。命令字為 0C2H。 56 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 初始化程序如下： MOV DPTR， 0FD00H MOV A， 0C2H MOV @DPTR， A MOV DPTR， 0FD04H MOV A， 0E8H MOV @DPTR， A INC DPTR MOV A， 43H MOV @DPTR， A 57 8279可編程鍵盤 /顯示器接口芯片 8279是 Intel公司生產(chǎn)的通用可編程鍵盤和顯示器 I/O接口器件。由于它本身可提供掃描信號，因而可代替微處理器完成鍵盤和顯示器的控制，從而減輕了主機(jī)的負(fù)擔(dān)。 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 58 8279的電路邏輯和信號引腳 1. 8279的電路邏輯 (1) I/O控制和數(shù)據(jù)緩沖器 雙向的三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器將內(nèi)部總線和外部總線 DB0~7相連，用于傳送 CPU和 8279之間的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)。 (2) 控制邏輯 控制與定時寄存器用以存儲鍵盤及顯示器的工作方式，鎖存操作命令，通過譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，使 8279 的各個部件完成一定的控制功能。 定時控制含有一些計數(shù)器，其中有一個可編程的 5位計數(shù)器，對外部輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，產(chǎn)生 100kHz 的內(nèi)部定時信號。外部時鐘輸入信號周期不小于 500ns。 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 59 (3) 掃描計數(shù)器 掃描計數(shù)器有兩種輸出方式。一種為外部譯碼方式 (也稱編碼方式 )，計數(shù)器以二進(jìn)制方式計數(shù)， 4位計數(shù)狀態(tài)從掃描線 SL0～SL3輸出，經(jīng)外部譯碼器譯碼出 l6 位掃描線；另一種為內(nèi)部譯碼方式 (也稱譯碼方式 )，即掃描計數(shù)器的低 2位經(jīng)內(nèi)部譯碼器后從SL0～ SL3輸出。 (4) 鍵輸入控制 這個部件完成對鍵盤的自動掃描，鎖存 RL0～ RL7的鍵輸入信息，搜索閉合鍵，去除鍵的抖動，并將鍵輸入數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部先進(jìn)先出 (FIFO)的 RAM 存儲器。 (5) FIFO/傳感器 RAM 和顯示 RAM 8279具有 8個先進(jìn)先出的鍵輸入緩沖器，并提供 16個字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)緩沖器。 CPU將段數(shù)據(jù)寫入顯示緩沖器， 8279自動對顯示器掃描，將其內(nèi)部顯示緩沖器中的數(shù)據(jù)在顯示器上顯示出來。 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 60 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 8279邏輯框圖 數(shù)據(jù)緩沖器 I/O控制 FIFO傳感器 RAM狀態(tài) IRQ 16?8顯示用 RAM 控制用 時序寄存器 8?8FIFO/ 傳感器 RAM 鍵盤去抖動 和控制 顯示寄存器 時序 和 控制 掃描計數(shù)器 回送 顯示地址 寄存器 8 4 8 DB0~7 OUTA0~3 OUTB0~3 BD RD WR CS A0 SL0~3 RL0~7 CNTL/STB SHIFT CLK RESET 61 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 8279引腳圖 62 2. 8279芯片的信號引腳 ? DB0~7——雙向外部數(shù)據(jù)總線。用于傳送 8279與 CPU 之間的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)?？芍苯优c MCS51系列芯片連接。 ? /CS——選片信號。當(dāng) /CS為低電平時， CPU才選中 8279 芯片，并對其進(jìn)行操作。 ? A0——區(qū)分信息的特性位。當(dāng) A0為 1時， CPU寫入 8279的信息為命令， CPU從 8279讀出的信息為 8279的狀態(tài)。當(dāng) A0為 0時， I/O信息均為數(shù)據(jù)。 ? /RD、 /WR——是讀、寫選通信號，低電平有效。 ? IRQ——中斷請求輸出線。高電平有效。 在鍵盤工作方式下，當(dāng) FIFO/傳感器 RAM中有數(shù)據(jù)時，此中斷請求線變高電平。在FIFO/傳感器 RAM 每次讀出時，中斷請求線就下降為低電平，若在 RAM中還有信息，則此線又重新變?yōu)楦唠娖?。在傳感器工作方式中，每?dāng)傳感器信號變化時，中斷請求線就變?yōu)楦唠娖健? 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 63 ? RL0～ RL7——反饋輸入線，作為鍵輸入線，由內(nèi)部拉高電阻拉成高電平，也可由鍵盤上按鍵拉成低電平。 ? SL0～ 3——掃描輸出線，用于對鍵盤顯示器掃描。 ? OUTA0~3， OUTB0~3——顯示段數(shù)據(jù)輸出線，可分別作為兩個半字節(jié)輸出，也可作為 8位段數(shù)據(jù)輸出口，此時 OUTB0為最低位，OUTA3 為最高位。 ? /BD——消隱輸出線，低電平有效，當(dāng)顯示器切換時或使用顯示消隱命令時，將顯示消隱。 ? RESET——復(fù)位輸入線，高電平有效。當(dāng) RESET輸入端出現(xiàn)高電平時， 8279被復(fù)位，復(fù)位后 8279被設(shè)置為： 16個 8 位字符顯示為左端輸入；編碼的掃描鍵為兩鍵連鎖；程序時鐘前置分頻器被置為 31H。 ? SHIFT、 CNTL/ ——控制鍵輸入線，由內(nèi)部拉高電阻拉成高電平，也可由外部控制按鍵拉成低電平， SHIFT為換檔， CNTL為控制， 為選通。 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 STB STB 64 ? CLK——外時鐘輸入端， CLK信號由外部振蕩器提供。需說明的一點(diǎn)是： CLK是系統(tǒng)來的外時鐘， 8279靠設(shè)置定時器將外部時鐘變?yōu)閮?nèi)時鐘。其內(nèi)時鐘頻率＝外時鐘 /定時值。內(nèi)部時鐘控制著掃描時間和鍵盤去抖動時間的長短。若 8279內(nèi)部時鐘為 100kHz，則掃描時間為 ，去抖動時間為 。 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 65 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 8279的寄存器 1. 命令寄存器 (1) 鍵盤 /顯示器方式設(shè)置命令 其中： D7D6D0=000是方式設(shè)置命令的特征位。 DD(D4D3)為顯示器方式選擇位，其定義如下： 所謂左入口，即顯示位置從最左一位 (最高位 )開始，以后逐次輸入的顯示字符逐個向右順序排列，所謂右入口，則是顯示位置從最右一位 (最低位 )開始，以后逐次輸入顯示字符時，已有的顯示字符依 次向左移動。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 D D K K K D4 D3 顯示器方式 0 0 8個字符顯示，左入口 0 1 16個字符顯示，左入口 1 0 8個字符顯示，右入口 1 1 16個字符顯示，右入口 66 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 KKK(D2D1D0)為鍵盤工作方式選擇位，其定義如下： ? 雙鍵鎖定與 N 鍵輪回是多鍵按下時的兩種不同的保護(hù)方式。雙鍵鎖定為兩鍵同時按下提供的保持方法。在消顫周期里，如果有兩鍵同時被按下，則只有其中一個鍵彈起，而另一個鍵保持在按下位置時，才被認(rèn)可。 N鍵輪回為 N鍵同時按下的保護(hù)方法。當(dāng)有若干鍵按下時，鍵盤掃描能夠根據(jù)發(fā)現(xiàn)它們的順序，依次將它們的狀態(tài)送入FIFO RAM 中。 D2 D1 D0 操 作 方 式 0 0 0 編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定 0 0 1 譯碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定 0 1 0 編碼掃描鍵盤， N 鍵輪回 0 1 1 譯碼掃描鍵盤， N 鍵輪回 1 0 0 編碼掃描傳感器矩陣 1 0 1 譯碼掃描傳感器矩陣 1 1 0 選通輸入，編碼顯示掃描 1 1 1 選通輸入，譯碼顯示掃描 67 7 單片機(jī) I/O擴(kuò)展及應(yīng)用 (2) 內(nèi)部時鐘設(shè)置命令 8279 的內(nèi)部定時信號是由外部輸入時鐘經(jīng)過分頻后產(chǎn)生的，分頻系數(shù)由內(nèi)部時鐘設(shè)置命令確定。 其中： D7D6D5=001為時鐘編程命令的特征位， PPPPP(D4～ D0) 用來設(shè)定對外部輸入 CLK 端的時鐘進(jìn)行分頻的分頻數(shù) N。 N 取值為2~31。例如，外部時鐘頻率為 2MHz， PPPPP被置為 10100B(N=20)，則對外部輸入時鐘 20 分頻，以獲得 8279內(nèi)部要求的 100kHz的基本頻率。 (3) 讀 FIFO/傳感器 RAM 命令 D7 D6