【正文】 外設(shè)準(zhǔn)備好后，才中斷主程序的執(zhí)行 ，從而進入與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送的中斷服務(wù)子程序，進行數(shù)據(jù)傳送。優(yōu)點是通用性好，硬件連線和查詢程序簡單，但 工作效率不高 。 2．查詢傳送 又稱 有條件傳送 （也稱 異步式傳送 ）。 1．同步傳送 同步傳送又稱無條件傳送。 第 5 章 單片機系統(tǒng)的擴展 圖 用 74LS244擴展 8位并行輸入接口的電路圖 15 I/O數(shù)據(jù)的傳送方式 為了實現(xiàn)和不同外設(shè)的 速度匹配 ，必須根據(jù)不同外設(shè)選擇恰當(dāng)?shù)?I/O數(shù)據(jù)傳送方式 。 第 5 章 單片機系統(tǒng)的擴展 輸入程序段： ORG 0003H LJMP INT0_SER ............ INT0_SER : MOV DPTR， 0EFFFH ； I/O地址 → DPTR MOVX A， DPTR ； 為低， 74LS373數(shù)據(jù)被讀入 A中 第 5 章 單片機系統(tǒng)的擴展 2 ． 用 74LS244 擴展 8 位 并 行 輸 入 口 系統(tǒng)設(shè)計中 ， 對于外部被控設(shè)備的某些信號進行采集時 ，若輸入數(shù)據(jù)信號為常態(tài) ， 則要求接口芯片具有三態(tài)緩沖功能 ，可以選擇具有三態(tài)緩沖功能的芯片 74LS244作接口 。 RD第 5 章 單片機系統(tǒng)的擴展 圖 用 74LS373擴展 8位并行輸入口的電路圖 在圖中只要保證 “ 0”，其他地址位或“ 0”或“ 1”即可。 該電路使用線選法實現(xiàn)片選信號選擇。關(guān)于 74LS373芯片在系統(tǒng)總線擴展部分已作詳細介紹，此處不再贅述。 典型芯片有 74LS37 74LS37 74LS24 74LS245等 ， 下面分別以最常用的 74LS37 74LS244為例來介紹 I/O口的擴展 。 TTL或 CMOS電路鎖存器等具有數(shù)據(jù)緩沖或鎖存功能 ，該類芯片具有數(shù)據(jù)輸入 /輸出和時鐘端 ， 但是無地址線和讀 /寫控制線 ， 因此其選通端或時鐘端應(yīng)與由地址線和控制線共同構(gòu)成的邏輯組合選通控制線連接 。 缺點 是需要把數(shù)據(jù)存儲器單元地址與 I/O端口的地址劃分清楚 ，避免數(shù)據(jù)沖突。因此外部數(shù)據(jù)存儲器空間也包括 I/O端口在內(nèi)。 2．統(tǒng)一編址 把 I/O端口 與 數(shù)據(jù)存儲器單元 同等對待。 優(yōu)點 是I/O地址空間和存儲器地址空間相互獨立，界限分明。常用的 I/O端口編址 有 兩種方式 ， 獨立編址方式 與 統(tǒng)一編址方式 。當(dāng)然，并不是所有的外設(shè)都一定需要 3種端口齊全的 I/O接口。 I/O端口 （簡稱 I/O口）是指 I/O接口電路中具有單元地址的寄存器或緩沖器。 7 I/O端口的編址 介紹 I/O端口編址 之前，首先要弄清楚 I/O接口 和 I/O端口 的概念。所以在擴展的 I/O接口電路中 應(yīng)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器 ，以保證輸出數(shù)據(jù)能 為慢速的接收設(shè)備 所接收。外設(shè)是否準(zhǔn)備好，就需要 I/O接口電路與外設(shè)之間 傳送狀態(tài)信息 ，以實現(xiàn)單片機與外設(shè)之間的速度匹配。s 量級的單片機速度相比。擴展的 I/O接口應(yīng)該具有哪些功能？ 擴展的 I/O接口功能 擴展的 I/O接口電路主要應(yīng)滿足以下功能要求。最后介紹使用 I/O口控制 的 聲音報警 接口。 介紹 AT89S51與 兩種 常用的可編程 I/O接口芯片 82C55和 81C55的擴展接口設(shè)計。1 第 9章 AT89S51單片機 的 I/O擴展 2 第 9章 目錄 I/O接口擴展概述 擴展的 I/O接口功能 I/O端口的編址 I/O數(shù)據(jù)的傳送方式 I/O接口電路 AT89S51擴展 I/O接口芯片 82C55的設(shè)計 82C55芯片簡介 工作方式選擇控制字及端口 PC置位 /復(fù)位控制字 82C55的 3種工作方式 AT89S51單片機與 82C55的接口設(shè)計 3 AT89S51擴展 I/O接口芯片 81C55的設(shè)計 81C55芯片介紹 81C55的工作方式 AT89S51單片機與 81C55的接口設(shè)計及軟件編程 利用 74LSTTL電路擴展并行 I/O口 用 AT89S51單片機的串行口擴展并行口 用 74LS165擴展并行輸入口 用 74LS164擴展并行輸出口 用 I/O口控制的聲音報警接口 蜂鳴音報警接口 音樂報警接口 4 內(nèi)容概要 AT89S51有 4個 I/O口 P0~P3，真正用作 I/O口線的只有P1口 的 8位 I/O口線和 P3口 的某些位線 。因此， 大多需要 外部 I/O接口的擴展。此外還介紹使用廉價的74LSTTL芯片 擴展并行 I/O接口以及用 AT89S51串行口 來擴展并行 I/O接口的設(shè)計。 5 I/O接口擴展概述 擴展 I/O接口與擴展存儲器一樣，都屬于 系統(tǒng)擴展 的內(nèi)容。 1．實現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配 大多數(shù)外設(shè) 的 速度很慢 ，無法和 181。單片機在與外設(shè)間進行數(shù)據(jù)傳送時，只有在確認外設(shè)已為數(shù)據(jù)傳送 做好準(zhǔn)備 的前提下 才能進行數(shù)據(jù)傳送 。 6 2．輸出數(shù)據(jù)鎖存 與外設(shè)比，單片機的工作速度快， 數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保留的時間十分短暫 ，無法滿足慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)接收。 3．輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖 數(shù)據(jù)總線 上可能 “掛”有多個數(shù)據(jù)源 ，為使傳送數(shù)據(jù)時不發(fā)生沖突 ，只允許當(dāng)前時刻 正在接收數(shù)據(jù)的 I/O接口使用數(shù)據(jù)總線 ， 其余的 I/O接口 應(yīng)處于隔離狀態(tài) ，為此要求I/O接口電路能為數(shù)據(jù)輸入提供三態(tài)緩沖功能。 I/O接口 是單片機與外設(shè)間的連接電路的總稱。一個 I/O接口芯片可以有多個 I/O端口，如 數(shù)據(jù)口，命令口，狀態(tài)口 。 每個 I/O接口中的端口 都要有地址 ，以便 AT89S51通過讀寫端口來 和外設(shè)交換信息 。 8 1．獨立編址 I/O端口地址空間 和 存儲器地址空間 分開編址 。但需要設(shè)置一套專門的讀寫 I/O端口的指令和控制信號。 I/O端口和外部數(shù)據(jù)存儲器 RAM統(tǒng)一編址 。 優(yōu)點 是不需專門的 I/O指令。 第 5 章 單片機系統(tǒng)的擴展 用 TTL 芯片擴展 I/O 口 簡單的 I/O口擴展可以采用 TTL或 CMOS電路鎖存器 ， 將三態(tài)門等作為擴展芯片 ， 通過單片機本身的 I/O接口來實現(xiàn)擴展 。 它具有電路簡單 、 成本低 以 及 配 置 靈 活 等 特 點 。 第 5 章 單片機系統(tǒng)的擴展 1．用 74LS373擴展 8位并行輸入口 系統(tǒng)設(shè)計中，對外部被控設(shè)備的某些信號進行采集時，若輸入數(shù)據(jù)信號為暫態(tài)，則要求 CPU讀入接口芯片具有鎖存功能， 可以選擇具有選通鎖存功能的芯片 74LS373作接口。圖 74LS373與 80C51接口構(gòu)成一個 8位并行輸入接口的電路圖。 當(dāng) =0和 為低電平時，在選通脈沖的有效電平期間，鎖存器將數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)線并傳給單片機的 P0口。如地址用 EFFFH（無效位全為“ 1”），或用 0000H （無效位全為“ 0”）都可。 圖 為利用 74LS244與 80C51構(gòu)成兩個 8位并行輸入接口的電路圖(74LS244芯片資料參見其他教材 )。 I/O數(shù)據(jù)傳送方式有： 同步傳送、異步傳送 和 中斷傳送 。當(dāng)外設(shè)速度和單片機的速度相比擬時，常采用同步傳送方式，典型的同步傳送是 單片機和外部數(shù)據(jù)存儲器之間 的 數(shù)據(jù)傳送 。通過查詢外設(shè)“準(zhǔn)備好”后，再進行數(shù)據(jù)傳送。 16 3．中斷傳送 為了 提高 單片機對外設(shè)的 工作效率 ，通常采用中斷傳送方式，來實現(xiàn) I/O數(shù)據(jù)的傳送。中斷服務(wù)完成后又返回主程序斷點處繼續(xù)執(zhí)行。 I/O接口電路 常用的外圍 I/O接口芯片： （ 1） 82C55：可編程通用并行接口（ 3個 8位 I/O口）。 都可以和 AT89S51直接連接，接口邏輯簡單。 82C55芯片簡介 Intel公司的可編程并行 I/O接口芯片， 3個 8位并行 I/O口，3種工作方式， 單片機與多種外設(shè)連接時的 中間接口電路。 18 圖 91 82C55的引腳圖 圖 92 82C55的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 19 1．引腳說明 共 40個引腳 ， 引腳功能如下 ： D7～ D0： 三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與單片機的 P0口連接，用來與單片機之間傳送數(shù)據(jù)信息。 ： 讀信號線，低有效，讀 82C55端口數(shù)據(jù)的控制信號。 VCC： +5V電源。 PB7～ PB0： 端口 B輸入 /輸出線。 A A0： 地址線，用來選擇 82C55內(nèi)部的 4個端口。 2．內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如 圖 92所示 ， 3個并行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端口 ， 兩種工作方式 的控制電路，一個讀 /寫控制邏輯電路和一個 8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。 PA口： 一個 8位數(shù)據(jù) 輸出鎖存器和緩沖器 ；一個 8位數(shù)據(jù) 輸入鎖存 器 。 PC口： 一個 8位的 輸出鎖存器 ；一個 8位數(shù)據(jù) 輸入緩沖器 。 22 （ 2） A組和 B組控制電路 是兩組根據(jù) AT89S51寫入的 “命令字” 控制 82C55工作方式的控制電路。 （ 3）數(shù)據(jù)總線緩沖器 數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個三態(tài)雙向 8