【正文】 2864A的片選信號(hào)端 接 ，在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò) 74LS138譯碼器輸出片選信號(hào)。 CPU對(duì)其內(nèi)部 RAM有豐富的操作指令，因此這個(gè) RAM是十分珍貴的資源，應(yīng)合理、充分地使用片內(nèi) RAM存儲(chǔ)器，發(fā)揮它的作用。本節(jié)以 8051為例討論外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。圖中 P0口為分時(shí)傳送的 RAM低 8位地址 /數(shù)據(jù)線， P2口的高 8位地址線用于對(duì) RAM進(jìn)行頁(yè)尋址。 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(shí)波形如圖 108所示。當(dāng)?shù)刂锋i存允許信號(hào) ALE為高電平時(shí)，P0口輸出的地址信息有效， ALE的下降沿將此地址打入外部地址鎖存器，接著 P0口變?yōu)檩斎敕绞剑x信號(hào) RD有效，選通外部 RAM，相應(yīng)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容出現(xiàn)在 P0口上，由 CPU讀入累加器 . 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫周期波形如圖 108(b)所示，其操作過(guò)程與讀周期類似。常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有靜態(tài) RAM和動(dòng)態(tài) RAM兩種，由于靜態(tài) RAM無(wú)需考慮刷新問(wèn)題，所以接口簡(jiǎn)單且是最常用的。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 2．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展設(shè)計(jì) (1)6264靜態(tài) RAM 6264是 8K 8bit的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片，它采用 CMOS工藝制造，由單一 +5V供電，額定功耗 200mW，典型存取時(shí)間為 200ns。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(chǔ)器的地址空間和程序存儲(chǔ)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。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 I/O 口擴(kuò)展設(shè)計(jì) 當(dāng) CPU與外部設(shè)備連接時(shí)，并行接口是經(jīng)常使用的?？梢杂脕?lái)進(jìn)行并行口擴(kuò)展的芯片種類主要有：專用并行口電路，如前面介紹的專用并行口電路，如 8255；綜合擴(kuò)展電路，如 8155； TTL或 CMOS電路，如 74LS37 74LS37 74LS244等。 8255有 24條 I/O引腳，分成 A、 B兩大組 (每組 12條 )，允許分別編程，工作方式可分為方式 0、方式 1和方式 2這 3種。 (2)實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)鎖存和輸出數(shù)據(jù)緩沖。 (4)通過(guò)讀取狀態(tài)字可實(shí)現(xiàn)程序?qū)ν庠O(shè)的查詢。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 1. 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列 圖 1011所示為 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列。 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。 B口由一個(gè) 8位的數(shù)據(jù)輸出緩沖 /鎖存器和一個(gè) 8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器組成 (無(wú)鎖存，決定了 B口不能工作在方式 2)。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 (2)A、 B組控制電路。 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。這是一個(gè)雙向三態(tài) 8位的驅(qū)動(dòng)口，用于和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，傳送數(shù)據(jù)或控制信息。這部分電路接收 MCS51送來(lái)的讀、寫命令和選口地址，用于控制對(duì) 8255的讀、寫。 (1)數(shù)據(jù)線 (8條 )。 (2)控制線和尋址線 (6條 )。一般和單片機(jī)的復(fù)位端相連，復(fù)位后， 8255所有內(nèi)部寄存器清 0，所有口都為輸入方式。當(dāng) RD為0時(shí) (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。 A0、 A1：地址輸入線。 (3)I/O口線 (24條 )。 (4)電源線 (2條 )： VCC為 +5V， GND為地線。 (2)PB7～ PB0(雙向 )： B端口的并行 I/O數(shù)據(jù)線。當(dāng) 8255工作于方式 1或方式 2時(shí)， PC7～ PC0將分別供給 A、 B兩組轉(zhuǎn)接口的聯(lián)絡(luò)控制線，此時(shí)每根線賦予新的含義。另外，內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，共有 4個(gè)端口，有 A A0來(lái)加以選擇。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 使用時(shí)一般將 A A0接入地址總線的低 2位，因而一塊 8255芯片占用 4個(gè)設(shè)備地址，分別對(duì)應(yīng)于端口 A、端口 B、端口 C和控制寄存器。兩個(gè)控制字均在A1A0為 11的情況下發(fā)送，共用一個(gè)設(shè)備地址。工作方式控制字用于規(guī)定端口的工作方式，分別由 3位及 4位對(duì) B、 A兩組進(jìn)行設(shè)定。其中 D3～ D1指示輸出的位數(shù)； D0指示輸出的值；“ 0”輸出低電平，“ 1” 輸出高電平。 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 8255沒(méi)有專門的狀態(tài)字，而是當(dāng)工作于方式 1和方式 2時(shí)，讀取端口 C的數(shù)據(jù)，即得狀態(tài)字，如圖 1013所示。 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(duì)控制字和狀態(tài)字進(jìn)行敘述。采用圖 1014所示格式的工作方式控制字，可設(shè)定 8255工作于方式 0。方式 0可將數(shù)據(jù)并行寫到 (輸出 )某個(gè)端口鎖存，外部數(shù)據(jù)也可通過(guò)某個(gè)端口緩沖后并行讀入 (輸入 )到CPU。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 (2)方式 1(帶聯(lián)絡(luò)信號(hào)的輸入 /輸出 )。方式 1能分別指定 PA、 PB作為兩個(gè)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(hào)線 (每組 3條 )?，F(xiàn)分別敘述如下。 INTE觸發(fā)器用于控制本端口是否允許請(qǐng)求中斷，也即只有當(dāng) INTE為 1時(shí)才能允許該端口發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)(INTR)。 INTE對(duì)外沒(méi)有輸出端，只能通過(guò)讀狀態(tài)字了解它的狀態(tài)。 數(shù)據(jù)輸入的整個(gè)過(guò)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)外設(shè)通過(guò) IBF輸出端了解到端口狀態(tài)以后，便送出數(shù)據(jù)，并發(fā)出選通脈沖 STB將數(shù)據(jù)打入端口。 當(dāng) STB恢復(fù)到高電平以后，由于 IBF為 1， INTR也為 1，故發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào) INTR。 在 CPU讀入數(shù)據(jù)的同時(shí)，由于 RD下降為低電平， INTR也被清零。 當(dāng) CPU不需要接收數(shù)據(jù)時(shí)，可通過(guò)按位設(shè)置控制字將INTE清零，從而關(guān)閉該端口的請(qǐng)求。 INTE觸發(fā)器的意義與輸入時(shí)相同，用以控制該端口輸入數(shù)據(jù)的中斷請(qǐng)求信號(hào) INTR。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 OBF觸發(fā)器用于表征輸出數(shù)據(jù)緩沖器的狀態(tài)。 OBF可通過(guò)狀態(tài)字讀得，同時(shí)它還以反碼形式從芯片的 OBF引腳輸出。 INTR輸出高電平的條件是： INTR=INTEWR 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 此外，當(dāng) 8255以方式 1工作時(shí)，由于只利用了端口 C的6個(gè)引腳作應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線，剩余的兩個(gè)引腳可用于一般的 I/O。 (3)方式 2(帶聯(lián)絡(luò)信號(hào)的雙向 I/O端口 )。 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(shí)， 8255芯片可有 4種組合。 觸發(fā)器 OBFA和 IBFA與方式 1工作時(shí)的作用完全相同，即為輸出數(shù)據(jù)緩沖器滿和輸入數(shù)據(jù)緩沖器滿這樣兩個(gè)標(biāo)志觸發(fā)器，其狀態(tài)可通過(guò)讀狀態(tài)字得到，也可通過(guò)引腳 OBFA和 IBFA輸出至外設(shè)。 INTE1和 INTE2對(duì)外沒(méi)有輸出，只能通過(guò)讀狀態(tài)字了解其當(dāng)前取值。 INTRA為高電平的條件是： INTRA=INTE1 WR IBFA STBA 不難看出，當(dāng)端口 A被設(shè)定為雙向 I/O時(shí)， INTRA能對(duì)數(shù)據(jù)的輸入和輸出都提供中斷請(qǐng)求信號(hào)。 8255的數(shù)據(jù)總線 D0～ D7和 8031的 P0口相連， 8255的片選信號(hào) CS、 A0、 A1分別和 8031的 、 ，所以 8255的 A口、 B口、 C口、控制口地址可分別選為 FF7CH、 FF7DH、 FF7EH、 FF7FH。 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 )。 1. 8155的結(jié)構(gòu) 按照器件的功能， 8155可由下列 3部分組成： 1)隨機(jī)存儲(chǔ)器部分 容量為 256 8bit的靜態(tài) RAM?？删幊绦?8位 I/O端口 PA0～ PA7?？删幊绦?8位 I/O端口 PB0～ PB7。可編程序 6位 I/O端口 PC0～ PC5。 8位寄存器，只允許寫入。 8位寄存器，只允許讀出。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 2． 8155的引腳功能 8155具有 40個(gè)引腳，采用雙列直插式封裝，引腳分布如圖 1018所示，其功能定義如下。在允許地址鎖存信號(hào) 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。 在 AD0～ AD7引腳上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息是讀出還是寫入8155，由系統(tǒng)控制信號(hào) WR或 RD來(lái)決定。當(dāng)器件被總清后，各轉(zhuǎn)接口被置成輸入工作方式。該控制信號(hào)由 8031發(fā)出，在該信號(hào)的后沿，將 AD0～ AD7上的低 8位地址、片選信號(hào) CE以及 IO/M信號(hào)鎖存在片內(nèi)的鎖存器內(nèi)。當(dāng) 8155的引腳CE=0時(shí)，器件才允許被啟用，否則為禁止使用。當(dāng) IO/M=1時(shí)，選擇 I/O電路，當(dāng) IO/M=0時(shí)，選擇存儲(chǔ)器件。 (7)RD (讀 )：在片選信號(hào)有效的情況下 (即 CE=0)，如果該引腳上輸入一個(gè)低電平信號(hào) (RD=0)時(shí)，將 8155 RAM某單元的內(nèi)容讀至數(shù)據(jù)總線。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 由于系統(tǒng)控制的作用， WR (寫 )和 RD (讀 )信號(hào)不會(huì)同時(shí)有效。(WR)=0) ② 寫 I/O端口電路的必要條件是：(IO/M)=1)(CE=0) 。(RD)=0) ④ 讀 I/O端口電路的必要條件是：(IO/M)=1)(CE=0) 。 (9) PB0～ PB7：這是一組 8位的通用 I/O端口，其數(shù)據(jù)輸入或輸出的方向由可編程序的命令寄存器的內(nèi)容決定。各種功能的實(shí)現(xiàn)均由可編程序的命令寄存器的內(nèi)容決定 。 (11) TIMER IN：這是 14位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的輸入端?？捎捎?jì)量器的工作方式?jīng)Q定該輸出信號(hào)的波形。 (14) VSS為 +5V電源的地線。這里主要介紹它的 3組 I/O端口電路及 14位二進(jìn)制減法器的工作原理。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。而實(shí)際上，讀命令寄存器內(nèi)容及寫入狀態(tài)寄存器的操作是既不允許也不可能實(shí)現(xiàn)的。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 (1) 8155的命令字格式。其中低 4位 (0～ 3位 )用來(lái)定義 PA、 PB和 PC轉(zhuǎn)接口的工作方式；當(dāng) PC用作控制 PA或 PB的端口工作時(shí)，第 5兩位分別用來(lái)允許或禁止 PA和 PB的中斷，而最高兩位 (第 7兩位 )則用來(lái)定義定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作方式。 8155命令寄存器各位的定義如圖 1019所示。 “ 0” —— 輸入方式；“ 1” —— 輸出方式。 “ 0” —— 輸入方式；“ 1” —— 輸出方式。 “ 00” —— 方式 I，“ 11” —— 方式 II；“ 01” —— 方式 III“ 10” —— 方式 IV，方式 I～ IV時(shí)， PC0～ PC5的各位功能如表 106所示?！?0” —— 禁止；“ 1” —— 允許?！?0” —— 禁止；“ 1” —— 允許。有 4種情況，分別列于表 107中。狀態(tài)寄存器為 8位，各位均可鎖存，其中最高位為任意位，低 6位用于指定轉(zhuǎn)接口的狀態(tài)，另一位用作指示定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的狀態(tài)之用。 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。其中兩個(gè)是命令 /狀態(tài)寄存器 (C/S)，地址為 000。 另外兩個(gè)寄存器為 PA和 PB。 PA和 PB寄存器的地址分別為 001和 010。該寄存器僅 6位，可以對(duì) 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(hào)，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 為了對(duì)定時(shí)器進(jìn)行程序控制，首先裝入計(jì)數(shù)長(zhǎng)度。而第 1 15位用來(lái)規(guī)定定時(shí)器的輸出方式。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 圖 1021中最高兩位 (M M1)定義的定時(shí)器方式如表107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(duì)系統(tǒng)增加 256B的 RAM、 22位 I/O線及一個(gè)計(jì)數(shù)器。 8155中 RAM的地址，因 As=