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1、第三章 MCS-51系统扩展技术,3.1 单片机扩展的基本概念 3.2 单片机存储器的扩展 3.3 单片机I/O接口扩展电路设计 3.4 单片机键盘接口技术 3.5 单片机LED显示器接口技术,http:/ 单片机扩展的基本概念,一、单片机最小系统 使单片机能运行的最少器件构成的系统，就是最小系统。 无ROM芯片：(8031) 必须扩展ROM，复位、晶振电路。 有ROM芯片：不必扩展ROM，只须扩展复位、晶振电路。,http:/ 地址总线 AB，P0为低8位， P2为高8位 。,1、P0: 数据总线 DB 。,3、P3: 控制总线 CB 。,二、单片机三总线构成,http:/ 单片机存储器的扩
2、展,http:/ ALE 8031 P2 PSEN WR RD EA,D0D7,A8A15,373 LE OE,A0A7,AB A0A15,DB D0D7,A15,A14,A13,Vcc,总线扩展逻辑图,138 Y7 . . . Y1 Y0 A B C G1 G2A G2B,译码法,http:/ D0D7,AB A0A15,A15,A14,A13,Vcc,138 Y7 . . . Y1 Y0 A B C G1 G2A G2B,CE D0D7 A0A12 2764,CE1 D0D7 A0A12 6264,PSEN,RD,WR,接8031,OE,存储器扩展,OE,WR,http:/ ALE 803
3、1 P2 PSEN WR RD EA,D07,A8A15,373 LE OE,A07,AB A0A15,DB D0D7,D0D7 2764 CE OE,A0 12,D0D7 2764 CE OE,A012,线选法,A15,http:/ P0.0 ALE 8031 P2 PSEN WR RD EA,373 LE OE,D0,D7,A0,A7,A8,A15,DB,AB,A Y0 B Y1 C 138 G2B G2A G1 Y7,Vcc,A15,A14,A13,D0 D7 2764 OE CE A0 A12,D0 D7,A0,A12,译码法电路图,接6264,http:/ D7 WR 6264 OE
4、 CE1 A0 A12,接8031,RD,WR,接138 Y1,DB,AB,D0 D7,A0,A12,http:/ I /O 接口技术概述 一、接口电路（interface circuit）,http:/ 2）信号形式多样 : 电压、电流等模拟量、开关量； 3）外部设备与CPU距离差别大：数米、数十米；,http:/ ：电流转电压，D / A、A / D，并行转串行，串行转 并行。,接口电路的任务： 1）协调速度，解决应答信号问题；,2）解决数据锁存问题，输出时外设与数据总线之间要有锁存器；,3）解决数据缓冲问题，输入时外设与数据总线之间要有缓冲器；,http:/ 简单I/O扩展,输入：使用三
5、态门（缓冲器） 74LS244 74LS245,输出：使用锁存器 74LS273 74LS373,1、输入扩展，使用2个74LS244输入BCD码： 存放在 R4 （低字节），个位、十位（244 ） R5 （高字节），百位、千位（244 ） 74LS244输入端接外设（键），输出端接数据总线。,http:/ 1. 设计电路 2. 地址译码 3. 设计程序,http:/ 由244 读回数据（低字节）存放在 R4 由244 读回数据（高字节）存放在 R5,MOV DPTR , #E000H ; 244（I）口地址送数据指针DPTR MOVX A , DPTR ;地址的内容送累加器A MOV R4
6、, A ; 个位、十位数据送 R4 INC DPTR ; 数据指针加 1 ，指向244（II） MOVX A , DPTR ;地址的内容送累加器A MOV R5 , A ; 百位、千位数据送 R5,http:/ 把#35H由273（I） 送出，把#45H由273（II） 送出。,MOV DPTR , #E000H ; 273 I 口地址送数据指针DPTR MOV A , #35H MOVX DPTR , A ;累加器A的内容送地址E000H INC DPTR ; 数据指针加 1 ，指向273 II MOV A , #45H MOVX DPTR , A ;累加器A的内容送地址E001H,http
7、:/ 8155作51系列单片机可编程I/O扩展,1、8155可编程并行接口芯片结构 按芯片功能，8155由三部分组成：,2） I/O接口： 端口A，8位I/O端口PA0-7。 端口B，8位I/O端口PB0-7。 端口C，6位I/O端口PC0-5。 命令寄存器，8位，只允许写入。 状态寄存器，8位，只允许读出。,3）计数器/定时器：一个14位的二进制减法计数器/定时器。,1） 随机存储器RAM：256字节,http:/ (P310),1 40 2 39 . . . . . . . . . 20 21,256B RAM,计 数 器,A,B,C,IO/M,AD70,CE,ALE,RD,WR,RESE
8、T,TIMER IN,TIMER OUT,PA70,PB70,PC50,PC3,PC4,PC5,PC0,PC1,PC2,Vcc,TIMER IN,RESET,TIMER OUT,IO/M,CE,RD,WR,ALE,AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5,AD6,AD7,Vss,PB0,PB1,PB2,PB3,PB4,PB5,PB6,PB7,PA7,PA6,PA5,PA4,PA3,PA2,PA1,PA0,http:/ 地址/数据线 ALE： 地址锁存信号 RD: 读信号 WR: 写信号 CE: 片选信号 TIMER IN: 计时器输入信号 TIMER OUT: 计数器输出信号 RESET
9、: 复位信号 IO / M: 输入“1”为 I/O端口操作 I/O 、RAM操作选择 输入“0”为片内 256B RAM读写操作 PA0-7, PB0-7, PC0-5 : 三个通用I/O端口,http:/ （用软件设置）,http:/ 口地址: 00H 命令/状态寄存器地址 01H 端口A地址 02H 端口B地址 03H 端口C地址 04H 计数器低 8 位地址 05H 计数器高 8 位地址 以上地址均为8155芯片内部的 8 位地址,1）RAM地址：00HFFH 256 B,http:/ MCS - 51 AD 07 P 0.0 0.7 ALE ALE RESET . RST RD . R
10、D WR . WR,5、8155与51单片机连接,8155与51单片机的许多信号兼容，可以直接连接。,http:/ ,1） I/O扩展电路图,接8031,8155,http:/ RAM及I/O口地址,http:/ / 状态字,1）命令字：8 位寄存器，用来定义端口及计数器的工作方式， 对此寄存器只能写，不能读。 格式：,http:/ : 无操作 计数器工作方式: 01 : 停止计数 10 : 计数完成后停止 11 : 开始计数,http:/ ： 8 位寄存器，用低 7 位来寄存各端口及计时器的 工作 状态，对此寄存器只能读，不能写。,INTRA : A口中断请求 ABF : A口缓冲器满/ 空
11、 INTEA : A口空中断允许 INTRB : B口中断请求 BBF : B口缓冲器满/ 空 INTEB : B口中断允许 TIMER : 计时器中断,http:/ 计数器/ 定时器,1）结构：14 位减法计数器，由两个 8 位寄存器组成,输出方式,计数器高 6 位,计数器低 8 位,05H,04H,http:/ 0 单方波 0 1 连续方波 1 0 单脉冲 1 1 连续脉冲,开始计数,终止计数,2）M2M1 ：定义计数器输出信号方式,http:/ 命令字,计数器/ 定时器应用 (初始化),要求对计数脉冲进行千分频，并重新置数以产生连续方波。,分频的概念：,二分频：输出频率是输入频 率的二分
12、之一,计数脉冲：输入,连续方波：输出,500,500,计数常数: 500,输入,输出,http:/ ：M2M1 0 1 ； 计数常数: 500,计数器低 8 位,计数器高 8 位,计数初值为：41F4H,0 C 2 H,http:/ ）500,2 ）250 0,2 ）125 0,2 ）62 1,2 ）31 0,2 ）15 1,2 ） 7 1,2 ） 3 1,2 ） 1 1,2 ） 0 1,高,低,1 1 1 1 1 0 1 0 0,00 00 0001 1111 010 0,14 位,计数常数 500 转换成二进制数：“ 除 2 取余 ”,0 1 F 4 H,高,低,2 ） 0 0,http:
13、/ 0 C 2 H , 地址：6100H,计数初值为：4 1 F 4 H , 地址：6104H 存放 0F4H 6105H 存放 41H,8155初始化程序：,MOV DPTR , # 6100H MOV A , # 0C2H MOVX DPTR , A MOV DPTR , # 6104H MOV A , # 0F4H MOVX DPTR , A INC DPTR MOV A , # 41H MOVX DPTR , A,写入命令字,装入计数初值,http:/ 单片机键盘接口技术,非编码：用软件产生键码，单片机用。 键盘分为两种 编码法: 用硬件产生键码。,列线,行线,http:/ 0 PA
14、1 PA 2 . . . PA 7 PC 0 PC 1 PC 2 PC 3,+5V,5.1K4,0行,1行,2行,3行,0列,1列,2列,3列,4列,5列,6列,7列,0,1,2,3,4,5,6,7,8,16,23,24,31,结构,8155,9,A,B,C,D,E,F,http:/ ADPTR,0键处理子程序,1键处理子程序,n键处理子程序,. . . . . .,N,二、对键盘的识别流程,Y,http:/ 0 ”； 再读输入口 全为“ 1 ”时无键按下； 不全为“ 1 ”时有键按下；,2、去抖动 延时法：采用延时躲过抖动； 比较法：读几次进行比较；,键按下,键稳定,前抖动,后抖动,键测试,
15、http:/ 先使一条列线为“ 0 ”，逐行进行扫描，如果此列线上无键按下，则各行线都为“ 1 ”。如果此列线上有键按下，则对应行线为“ 0 ”。 通过行号与列号计算被按键的键值（位置）。,4、键值计算 键值的定义原则：计算方便 按图示定义键值： K = 行号8 列号 行： 0，1，2，3 共 4 行； 列： 0，1，2，7 共 8 列；,键值,逐行扫描,http:/ 1 D1 1 D2 1 D3 1,+5V,有键按下,悬空,键测试,A口: 输出,C口: 输入,键测试,http:/ 1 D1 1 D2 1 D3 1,+5V,有键按下,悬空,A口: 输出,C口: 输入,逐行扫描,逐行扫描,htt
16、p:/ 1 D1 1 D2 1 D3 1,+5V,有键按下,悬空,A口: 输出,C口: 输入,逐行扫描,键扫描,http:/ 列输出，地址为6101H ;,C口: 行输入，地址为6103H,1、键识别子程序 : KS1,KS1: MOV DPTR , #6101H ; MOV A , #00H ; 各列送“0” MOVX DPTR , A ; INC DPTR ; INC DPTR ; 指向C口 MOVX A , DPTR ; 读C口状态 CLP A ； C口数据取反 “1 1 1 0” “0 0 0 1” ANL A , #0FH ; 屏蔽高四位 0 0 0 0 1 1 1 1 RET 0
17、0 0 0 0 0 0 1,http:/ ACALL KS1 ; JZ RET1 ; A的内容为零时转移到“RET1”子程序 LK0 : ACALL DIR ; 调用延时子程序 DI R ACALL DIR ; 延时去抖动 ACALL KS1 JZ RET1 ; A的内容为零时转移到“RET1”子程序 LK2 : MOV R2 , #80H ; 列输出寄存器赋初值 MOV R7 , #0FFH ; 列号计数器赋初值 MOV R6 , #08H ; 列输出变更计数器赋初值,http:/ MOV A , R2 ; INC R7 ; RL A ; MOV R2 , A ; MOV DPTR , #6
18、101H ; CPL A ; MOVX DPTR , A ; INC DPTR INC DPTR ; MOVX A , DPTR ; CPL A ANL A , #0FH,http:/ LKP DJNZ R6 , LK1 ; AJMP RET1 ; LKP: CLR C ; MOV R2 , #00H ; MOV R6 , #04H ; NEXT: RRC A ; JC LKP1 ; INC R2 ; DJNZ R6 , NEXT ; AJMP RET1 ;,http:/ MOV A , R2 ; RL A RL A RL A ADD A , R7 ; PUSH ACC ; LK3: ACAL
19、L DIR ; ACALL KS1 ; JNZ LK3 ; POP ACC ; RET,http:/ ACALL DIR ; MOV A , #0FFH ; RET,http:/ d0 b d1 c d2 d d3 e d4 f d5 g d6 dp d7,第五节 单片机LED显示器接口技术,一、发光二极管显示器 LED（Light Emitting Diode） 1、LED的结构：,a f g b e c d dp,GND,a b,g f,c dp,e d,5V,共阴极,共阳极,http:/ g f e d c b a 0 0 0 0 0 1 1 0,字形码 06H 显示 “1”,http:
20、/ PA4 PA3 PA2 PA1 PA0,PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7,同,http:/ 动态显示编程,A口: 输出字位，地址为6101H ;,B口: 输出字形，地址为6102H。,1、显示缓冲区（内部RAM） 存放待显示的数字：1，2，, D , E , F,依次显示,http:/ g f e d c b a 0 0 0 0 0 1 1 0,字形码 06H 显示 1,二、显示程序,DIR: MOV R0 , #79H ; MOV R3 , #01H ; MOV A , R3 ; LD0: MOV DPTR , #6101H ; MOVX DPTR , A ; INC DPTR ; MOV A , R0 ;,共阴极,a d0 b d1 c d2 d d3 e d4 f d5 g d6 dp d7,http:/ ADD A , #0DH ; MOVC A , APC ; ACALL DL ; INC R0 ; MOV A , R3 ; JB ACC.5 , LD1 ; RL A MOV R3 , A ; AJMP LD0 ; LD1: RET DB 3FH , 06H , 5BH , DB 79H , 71H,http:/