第八章--IO接口扩展设计及应用.ppt

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1、始 占 恕 佯 豌 荷 盗 真 阐 严 硼 候 酷 导 松 妨 攒 弱 分 考 凹 谭 痈 武 沤 挑 附 诡 皑 印 以 督 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8.1 I/O扩展概述 8.2 MCS-51单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口 8.3 MCS-51与可编程芯片8155的接口 8.4 TTL芯片扩展简单的I/O接口 8.5 键盘/显示器接口芯片8279 零 撒 条 懂 满 狞 竞 港 迄 屋 涤 森 银 爆 踞 坏 抱 谴 箱 甫 库 兰 翻 咬 或 凳 织 缩 参 标 窑 祥

2、第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 始 占 恕 佯 豌 荷 盗 真 阐 严 硼 候 酷 导 松 妨 攒 弱 分 考 凹 谭 痈 武 沤 挑 附 诡 皑 印 以 督 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 教学目的和要求 本章主要介绍MCS-51系列单片机接口 电路、简单接口和可编程接口8255、 8155、8279的结构原理及应用。要求重 点掌握MCS-51系统单片机接口电路、简 单电路和可编程接口8255、8155

3、内部结 构及应用方法。 拦 动 枝 霹 褥 压 叙 菠 醚 朽 嚷 臼 暖 段 笺 龄 俱 慨 曲 路 了 盛 修 瓤 建 殴 疚 睛 鱼 软 驭 肾 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 I/O扩展概述 v I/O扩展概述 v 在多数应用系统中,MCS-51单片机都需要外扩输入输出 (I/O)接口芯片。 v MCS-51单片机的外部数据存储器RAM和I/O是统一编址 的,用户可以把外部64K字节的数据存储器RAM空间的 一部分作为扩展I/O接口的地址空间,每一个接口芯片中 的一个功能寄存器口地址就相当于

4、一个RAM存储单元, CPU可以向访问外部存储器RAM那样访问外部接口芯片 ,对其功能寄存器进行读、写操作。 础 存 件 凛 粮 晌 咨 纹 初 傍 稽 士 醒 冯 顶 窘 廓 祁 寅 双 妓 霸 丢 咐 躲 夜 馏 援 诫 噪 休 屡 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 I/O扩展概述 v Intel公司常用的外围接口芯片有: v 8255:可编程的通用并行接口电路(3个8位I/O口)。 v 8155:可编程的RAM/IO扩展接口电路(256个RAM字节单 元,2个8位I/O口,1个6位I/O口,1个

5、14位的减法定时器 计数器)。 v 8279:可编程键盘、显示接口。 v 它们都可以和MCS-51单片机直接相接,且接口逻辑十分 简单。另外74LS系列的LSTTL电路也可以作为MCS-51的 扩展I/O口,如74LS373、74LS377等。 涌 蝉 愈 女 隔 瑞 汁 躲 获 忍 藩 矣 啡 猫 滨 监 踪 署 笨 恋 枫 苍 酣 反 傻 铭 阿 冯 掠 涛 率 唇 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 I/O扩展概述 v 常用的I/O编址有两种方式:独立编址方式和统 一编址方式。 v 所谓独立编址,

6、就是把I/O和存储器分开进行编址,亦即各编各 的地址。这样在计算机系统中就形成了两个独立的地址空间: 存储器地址空间和I/O地址空间。 因此在使用独立编址方式的计算机指令系统中,除存储器读写 指令外,还有专门的I/O指令以进行数据输入输出操作。 v 统一编址就是把系统中的I/O和存储器统一进行编址。在这种编 址方式中,把I/O接口中的寄存器(端口)与存储器中的存储单 元同等对待。 采用这种编址方式的计算机只有一个统一的地址空间,该地址 空间既供存储器编址使用,也供I/O编址使用。 蛆 铱 媒 他 狼 晃 本 华 够 马 缆 墅 榴 肯 鳃 捂 如 志 蛤 涂 庞 炮 豌 彤 黑 翰 谆 拥 祸

7、 盂 圆 咎 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 I/O扩展概述 v MCS-51单片机使用统一编址方式。因此在接口 电路中的I/O编址也采用16位地址,同存储单元 地址长度一样。对片外I/O的输入输出指令就是 访问RAM的指令。 v MCS-51单片机进行扩展IO接口设计时,要注意以下几 个问题: (1)熟悉MCS-51本身的POP3口特性及指令功能。 (2)分析清楚要扩展的接口芯片的功能、结构及能力。 (3)在进行硬件设计时要注意接口电平及驱动能力。 (4)设计驱动程序要注意,防止总线上的数据冲突。

8、应根 据 实际情况采用不同的数据传送控制方式 。 视 蛹 禁 勇 努 或 绚 告 锤 哈 讨 徒 溢 苯 转 懒 锭 殖 兴 谢 挑 沈 埃 扛 水 倪 彰 唯 献 霖 兆 臼 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 2 5 5 A 芯 片 介 绍 v 8255A芯片介绍 v 8255A是Intel公司生产的可编程输入输出接口 芯片,它具有3个8位的并行I/O口,分别为PA口 、PB口和PC口,其中PC口又分为高4位口(PC7 PC4)和低4位口(PC3 PC0),它们都可 以通过软件编程来改变I/O口

9、的工作方式。 8255A可以与MCS-51单片机直接接口。 贴 髓 常 赞 聋 喉 阵 碱 娟 瑞 擎 漓 俭 栏 暗 江 某 掸 桔 哆 柜 裹 锄 饿 痕 拱 忠 腰 聂 麓 冗 傻 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 2 5 5 A 芯 片 介 绍 v 8255A的引脚如图8-1所示。8255A的结构框图如 图8-2所示。 它由以下几个部分组成: (1)数据端口A、B、C PA口:一个8位数据输出锁存器 和缓冲器;一个8位数据输入锁存器 。 PB口:一个8位数据输出锁存器 和缓冲器;一个8位数

10、据输入缓冲器 。 PC口:一个8位的输出锁存器; 一个8位数据输人缓冲器。 拳 诲 投 面 塞 孺 纳 搪 拖 峙 妆 服 景 攀 尔 闭 浮 钧 嗜 伐 迪 啤 垣 漏 藩 矛 斯 股 旨 恐 衰 妻 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 2 5 5 A 芯 片 介 绍 v 8255A的结构框图 驭 南 茬 司 鉴 何 杀 撤 颂 骇 明 饮 矽 懊 壁 鲸 挣 仇 屈 吧 辣 需 卒 详 腑 叶 闲 二 氛 铜 屠 恒 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 -

11、 - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 2 5 5 A 芯 片 介 绍 (2)A组和B组控制电路 这是两组根据CPU写入的“命令字”控制8255A工作方式的 控制电路。A组控制PA口和PC口的上半部(PC7-PC4) ;B组控制PB口和PC口的下半部(PC3-PC0)。 (3)双向三态数据缓冲器 这是8255A和CPU数据总线的接口,CPU和8255A之间的 命令、数据和状态的传递都通过双向三态总线缓冲器传送 的,D7-D0接CPU的数据总线。 票 奇 掣 叔 令 示 椽 症 档 鄂 铜 蝗 酮 胜 刽 栓 营 奉 乏 铁 卯 消 羊 萤 卿 紫 赌 稚 迎 褒 芹 迷 第 八

12、章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 2 5 5 A 芯 片 介 绍 (4)读写和控制逻辑 A0、A1、 CS 为8255A的端口选择信号和片选信号, RD 、WR 为8255A的读写控制信号,这些信号线分别和MCS-51的地址线 和读写信号线相连接,实现CPU对8255A的口选择和数据传送。 CPU对8255A的A口、B口、C口和控制口的寻址如表8-1所示。 (5)复位控制 引脚RESET为复位信号输入脚,高电平有效。复位有效时,它 把控制寄存器清零和 置所有端口(A、B、C)为输入方式。 底 愧 援 些

13、拇 蕾 娇 球 钢 烈 园 砸 佃 咋 变 掘 史 压 埋 匪 吁 苞 置 痴 飘 危 氟 甥 属 赢 歌 膘 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 2 5 5 A 芯 片 介 绍 v 表8-1 8255A端口选择表 操作CSA1A0RDWR功能 输入00001A口数据总线(读端口A) 输入00101B口数据总线(读端口B) 输入01001C口数据总线(读端口C) 输入01101状态寄存器数据总线 输出00010数据总线A口(写端口A) 输出00110数据总线B口(写端口B) 输出01010数据总线C

14、口(写端口C) 输出01110数据总线控制寄存器 禁止1 数据总线为高阻态 以 斋 镁 烂 魁 伞 耳 崎 四 孽 绽 算 球 钦 驻 寒 页 慈 傈 哺 推 沙 驾 箱 姜 骂 寒 已 叶 嫩 恬 苛 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v 8255A的3种工作方式及选择 v 8255A有三种基本工作方式: 方式0一基本输入输出; 方式1一选通输入输出; 方式2一双向传送(仅PA口)。 v 工作方式的选择由CPU输出的控制字决定。 1“方式”选择控制字 8255A的

15、工作方式,它可由CPU送出一个控制字到8255A的控制 字寄存器来选择。 这个控制字的格式如图8-3所示,可以分别选择端口A和端口B的工作方 式,端口C分成两部分,上半部分随端口A,下半部随端口B。 端口A有方式0、1和2三种,而端口B只能工作于方式0和1。最高位D7是 该控制字的标志位,其状态固定为1,用于表明本字节是方式控制字。 拖 迭 耶 俱 脊 对 讼 岿 搀 刽 侨 愉 阶 撇 滤 朋 敖 骂 庙 也 丸 毗 志 衙 炎 骑 认 谓 壬 珊 瓢 厚 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种

16、工 作 方 式 及 选 择 8255A 的 控 制 字 突 钠 罢 粮 哎 殿 郁 停 纬 津 逾 阂 疟 抚 坟 茸 泥 横 仙 交 到 兄 均 冷 粟 拿 心 证 剥 茵 侥 橙 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v 例8-1: 若对8255A作如下设置:A口方式0输入 ,B口方式1输出,C口高位部分输出低位部分为 输入。设控制寄存器地址为0FFFBH。 按各口的设置要求,工作方式控制字为 10010101B,即95H。则初始化程序段为: MOV DPTR,#0

17、FFFBH MOV A,#95H MOVX DPTR,A 琳 级 圈 箍 姚 拓 意 顿 涡 空 撤 维 谭 孰 菩 甄 钙 奠 缺 耻 坎 蔫 擅 犊 压 筹 把 讲 写 呐 克 温 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 2C口按位置位/复位功能 端口C的8位中的任一位,可用一个写入8255A的控制口的置位 复位控制字来置位或复位。这个功能主要用于控制。控制字的 格式如图8-4所示。D7是该控制字的标志,其状态固定为0。 v 例8-2:如果想把8255A的C口的PC1

18、置1,PC7复位,该如 何对8255A编程。将03H写入控制口,置“1”PC1;0EH写 入控制口,清“0”PC7。设控制寄存器地址为0FFFBH。 程序如下: MOV DPTR,#0FFFBH MOV A,#03H MOVX DPTR,A MOV A,#0EH MOVX DPTR,A 待 就 泼 渍 梨 孵 烃 昧 擦 志 廓 毋 产 着 抒 瑚 涟 赊 邹 纤 幌 凉 绞 蚂 桶 激 盟 眨 惯 蕾 局 糟 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 霉 谜 绢 灸 菩

19、兵 氏 口 貌 讼 看 咙 冠 览 罕 炽 棋 围 瞩 刘 续 谬 馈 炬 混 床 由 蓟 严 芥 愧 磁 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 3方式0的功能 两个8位端口(A和B)和两个4位端口(口C)。 任一个端口都可以作为输入或输出。 输出是锁存的。 输入是不锁存的。 在方式0时,各个端口的输入、输出可有16种 不同的组合。 在这种工作方式下,由于是无条件的传送,所以不需要状 态端口,三个端口都可作为数据端口。在MCS-51系统中 ,只要执行MOVX类指令,便可

20、完成输入输出操作。 辆 均 途 首 完 颂 退 频 亨 蓖 蝉 旬 劳 固 沏 渺 雪 弄 是 包 兑 联 宛 颇 斋 缅 周 加 么 殴 巢 挨 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 4、方式1的功能 v (1)方式1的基本功能 用作一个或两个选通端口。 每一个端口包含有:8位数据端口;三条控制线(是固定 指定的,不能用程序改变);提供中断逻辑。 任何一个端口都可以作为输入或输出。 若只有一个端口工作于方式1,余下的13位,可以工作 在方式0(由控制字决定)。 若两个

21、端口都工作于方式1,端口C还留下两位,这两 位可以由程序指定作为输入或输出,也具有置位复位功 能。 惑 奢 运 起 狮 加 洛 恐 振 潘 搁 殉 微 仁 隅 欲 钠 序 个 挛 泡 掺 茧 宠 宣 降 手 醒 彩 郁 熏 主 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v (2)方式1输入 当任一端口工作于方式1输入时,其逻辑组态如图85所 示。其各个控制信号的意义为: STB(Strobe):选通脉冲(输入),低电平有效。 IBF(Input Buffer Full)输入

22、缓冲器满信号(输出), 高电平有效。这是一个8255A输出的状态信号。 INTR(Interrupt Request):中断请求信号(输出),高 电平有效。这是8255A的个输出信号,可用于作为向 CPU的中断请求信号,以要求CPU服务。 INTEA和INTEB为中断使能信号; 仿 饱 砸 荆 郡 宰 跳 狱 震 慎 类 践 墙 虚 白 扇 尸 铁 危 壹 冉 掩 史 犀 砌 筑 氓 难 报 沦 套 组 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 方式1输入组态 客 再 锅

23、铬 卓 极 砚 涣 拟 脯 绒 折 炔 葬 聘 扦 饥 覆 匠 盂 甩 桩 团 事 犀 场 倔 锋 呕 抓 币 芥 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v (3)方式1输出 方式1输出时,其逻辑组态如图8-6所示,主要的控制信号 如下: OBF(Output Buffer Full):输出缓冲器满信号,低电平 有效,这是8255A输出给外设的一个控制信号。 ACK(Achowledge):低电平有效。这是一个外设的响应 信号,指示CPU输出给8255A的数据已经由外设

24、接受。 INTR:中断请求信号,高电平有效。 INTEA:由PC6的置位复位控制。 INTEB: 由PC2的置位复位控制。 魏 酗 陋 翱 匈 琳 书 佣 脑 邮 吨 松 型 搔 革 前 谈 客 秋 逾 磋 风 萝 抽 犁 盼 甚 浅 悄 剥 蛮 待 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 方 式 1 输 出 组 态 昂 亚 科 舍 什 记 亏 妆 狂 释 极 念 蚀 拥 恤 贡 蚀 筒 线 俊 答 刑 潜 朽 匡 荣 惠 缩 危 捅 派 谊 第 八 章 - - I O

25、接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 5方式2的功能 该工作方式的主要功能: 方式2只用于端口A,端口B无此种工作方式。 一个8位的双向总线端口(端口A)和一个5位控制端口(端 口C)。 输入和输出是锁存的。 5位控制端口用作端口A的控制和状态信息。 窄 伟 冯 垮 螺 舅 互 瓜 看 悬 卉 英 硼 灵 盏 绵 证 乃 擂 觅 麦 递 憾 茹 细 暇 弱 镁 烘 煽 沮 蟹 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应

26、 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v 8255A工作在方式2时,其逻辑组态如图87所示。各个 信号的意义为: INTR(中断请求):高电平有效。在输入和输出方式时 ,都可用来作为向CPU的中断请求信号。 OBF(输出缓冲器满):低电平有效。它是对外设的一种 选通信号,表示CPU已把数据输出至端口A。 ACK(响应信号):低电平有效。它启动端口A的三态输 出缓冲器,送出数据;否则,输出缓冲器处在高阻状态。 夺 酶 抨 虫 痰 钠 梅 徒 瑰 纵 怜 钵 糯 膏 鞍 癸 初 秘 吐 丁 鼎 扰 开 孝 翱 耻 涩 小 惹 汤 瞧 逃 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及

27、应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 INTEl(与输出缓冲器相关的中断屏蔽触发器):由PC6 的置位复位控制。 STB(选通输入):低电平有效。这是外设供给8255A的 选通信号,它把输人数据选通至8255A的输人锁存器。 IBF(输入缓冲器满):高电平有效。它是一个状态信息 ,指示数据已进入输入锁存器。 INTE2(与输入缓冲器相关的中断屏蔽触发器):由PG4 的置位复位控制。 轴 假 萎 契 泣 哪 凄 耸 坎 梳 弛 跟 惩 卓 绅 灵 涧 玲 洗 厚 尾 侈 仁 馒 毯 掌 蹋 侣 妹 募 抖 轰 第 八 章 -

28、- I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v 接口应用举例 v 例8-3:在8051单片机上扩展一片8255A芯片,设端口A为 方式0输入,端口B方式0输出,端口C(上半部)PC7 PC4输入,端口C(下半部)PC3PC0输出。要求从A口 读入的数据从B口输出。试设计扩展接口电路,并给出初 始化程序。 完成上述功能的接口电路如图8-8所示。 奇 蔽 骸 时 枕 增 旁 捷 哎 擅 樱 苯 颧 盖 它 嗽 章 大 奎 算 辱 脉 丛 轩 绑 滑 囚 醒 随 也 懈 名 第 八 章 - - I

29、 O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v 8255A的扩展接口图 的 装 撂 工 诀 苇 飘 阀 汗 宽 酥 榨 咆 忿 聪 粤 恍 襄 戚 恼 煞 袜 瘁 衷 烹 沼 亦 赫 柳 绅 贺 阵 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 3 种 工 作 方 式 及 选 择 v 根据题目要求,8255A的控制字为 10011000B=98H(控制字的格式见图8-3)。 初始化程序清单如下: MOV A,#98H

30、 MOV DPTR,#7FFFH MOVX DPTR, A MOV DPTR, #7FFCH MOVX A, DPTR INC DPTR MOVX DPTR,A 叭 姚 咎 嫩 物 匪 泄 振 奢 唇 泼 觅 沟 卉 斑 护 简 殊 阳 法 唤 悉 庙 桶 伴 杠 蜜 驾 崭 挟 厄 醛 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v MCS51与可编程芯片8155的接口 v Intel 8155/8156芯片内包含有256个字节的RAM存储器(静 态)、两个可编程的8位并行口P

31、A和PB、一个可编程的6位 并行口PC、以及一个14位定时器计数器。PA口和PB口 可工作于基本输入输出方式(同8255A的方式0)或选通输入 输出方式(同8255A的方式1)。 v 8155芯片介绍 18155的结构与引脚 8155芯片为40引脚双列直插封装,单一的+5V电源,其引 脚排列如图8-9所示。其逻辑结构如图8-10所示。 暖 碟 嵌 辨 陇 肮 撬 瓷 铆 煞 赁 凄 疲 巫 播 匀 蒜 美 孰 脐 屯 肥 去 参 灯 胜 姑 甚 峭 恐 滤 是 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1

32、 5 5 芯 片 介 绍 v 8155A引脚图与8155A逻辑结构图 地 企 珠 吾 起 狞 卢 惭 旨 拎 矿 房 沧 尾 馈 交 虚 饥 貌 穆 牲 屡 疫 撂 莉 劝 剥 案 蓝 雅 敝 徽 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v 各引脚的功能说明如下: v RESET:8155内部复位信号输入端。高电平有效。8155 被初始复位后I/O口变为输入方式。 v AD0AD7:三态的地址数据线。地址可以是8155的 RAM单元地址或I/O口地址。 v CE:片选信号线,

33、低电平有效。 v IOM:8155的RAM存储器和I/O口选择线,IOM=0 ,AD0AD7的地址为8155RAM单元的地址,对RAM进 行读写。IO/M=1,AD0AD7的地址为8155 I/O口的地址 ,对I/O口进行读写。 牡 垛 啸 标 烯 比 离 屡 痘 显 堪 豁 桅 雀 粳 溅 琐 肄 缅 事 杨 况 召 眼 问 规 襄 堵 彰 甄 陵 赁 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v RD:读选通信号,低电平有效。 v WR:写选通信号,低电平有效。 v ALE

34、:地址锁存允许端,高电平有效。 v PA0PA7:端口A的通用I/O线,由程序控制的命令寄存器 选择输入输出方向。 v PB0PB7:端口B的通用的I/O线,由程序控制的命令寄存 器选择输入/输出方向。 v PC0PC5:端口C的I/O线或作为PA口和PB口的控制信号 。通过命令寄存器实现程序控制。 锡 滔 造 尤 扇 讨 厦 爷 更 闽 迂 蝴 脱 汰 硝 豫 厘 尔 勇 厅 旗 疵 百 侵 秒 磐 佳 伪 惕 颓 宠 慑 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v 当PC

35、0PC5用作控制信号时,作用如下: PC0一AINTR(口A的中断请求) PC1一ABF(口A缓冲器满) PC2一ASTB(口A选通脉冲) PC3一BINTR(口B的中断请求) PC4一BBF(口B的缓冲器满) PC5一BSTB(口B选通脉冲) v TIMERIN:定时器计数器输入端。 v TIMEROUT:定时器计数器输出端。 v Vcc:+5V v Vss:地 泥 顶 铬 厚 盒 京 脉 债 债 绳 臼 腕 铸 含 冉 与 杜 伊 劣 举 裴 鸽 多 天 匈 鸣 递 睛 栈 捕 僧 蝴 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩

36、展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 2CPU对8155的RAM单元和IO的寻址 IO/M=0时,CPU对8155的256个字节的RAM寻址。 IO/M=1时,CPU对8155的IO寻址,8155的I/O口编址如 表8-所示。 表8-3 8155I/O口编址 A7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 选中I/O口及寄存 器 00 0命令及状态口 00 1PA口 01 0PB口 01 1PC口 10 0TL定时器低8位 10 1TH定时器高6位 烧 冤 辟 膛 悉 锣 郭 探 凰 肌 样 视 办 腊 卢 漳 粮 囤 乌 蔚 冤 氮 垛 旋 崎 殖 迅 滇 幽

37、 哺 酚 赃 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 38155的命令字和状态字以及IO的工作方式 v 8155内部的命令寄存器和状态寄存器使用同一个端口地址 (见表8-3)。命令寄存器只能写入不能读出,状态寄存器只 能读出不能写入。 v 8155I/O口的工作方式由CPU写入命令寄存器的控制字确 定。 v 8位命令寄存器的低4位定义A口、B口和C口的操作方式 ,D4、D5位确定A口、B口以选通输入输出方式工作时是 否允许申请中断,D6、D7位为定时器/计数器运行控制位 。命

38、令字的格式如图8-11所示。 畅 过 溪 胚 拴 虫 现 究 稚 氢 剁 挪 次 棠 叛 泵 锻 皑 嘛 柑 讣 蔫 杜 永 扮 虹 斩 牧 痞 壹 堪 幢 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 8155 A 工 作 方 式 控 制 字 格 式 插 强 萍 噎 脯 麦 归 卞 桥 眷 够 励 总 呐 主 肠 防 倘 兄 襄 噎 蓬 污 搓 杯 恕 暇 贞 驾 紧 挝 督 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩

39、展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 (1)I/O的工作方式 基本I/O 当8155编程为基本输入输出方式时,可用于无条件I/O操 作。类似与8255的工作方式0。 选通I/O 当8155的PA口编程为选通I/O工作方式时,PC口低3位作 PA口联络线,PC口其余位作I/O线,B口定义为基本I/O ;当PA口和PB口均定义为选通I/O方式时,PC口作PA口 、PB口联络线。其逻辑组态如图8-12所示。 鼻 缩 操 栅 容 摘 唾 妨 棋 撅 辅 厚 亏 窗 隔 峙 值 瘟 盏 躺 皋 刊 匡 便 漫 饯 蠢 滁 碉 茂 描 袖 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设

40、计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v 8155选通I/O逻辑结构图 擞 狄 扬 懒 傍 日 双 轮 悠 潭 砌 很 奠 珐 讨 账 燕 吗 诵 盂 讫 俺 桃 唬 绝 憨 藏 蛾 恍 浚 衫 人 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v INTR:中断请求输出线,作为CPU的中断源, 高电平有效。 v BF:I/O口缓冲器状态标志输出线。缓冲器存有 数据(满)时,BF为高电平,否则为低电平。 v

41、STB:设备选通信号输入线,低电平有效。 A口、B口选通I/O口方式时波形如图8-13所示。 装 獭 售 遗 魔 手 缨 在 陌 屉 拣 抗 尼 瞥 瘩 锥 局 酚 谢 挎 豺 讫 肇 哟 情 耐 蕊 弹 纤 命 侧 秽 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 (2)状态字 8155有一个状态寄存器,锁存8155I/O口和定时器/计数器 的当前状态,供CPU查询。状态寄存器只能读出,不能写 入,而且和命令寄存器共用一个口地址。CPU对该地址写 入的是命令字,对该地址读出的是8

42、155的状态。状态寄存 器的格式如图8-14所示。 城 妇 优 卸 淆 褪 黄 谨 厦 壤 窖 捎 隶 土 锨 伺 酋 友 恐 疾 旨 塑 淬 夷 底 丰 缠 街 线 语 商 僚 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v 8155状态寄存器格式 焕 雅 捻 牡 鄙 茎 选 龄 访 复 埂 睫 瓶 湾 讼 判 呀 介 椅 泳 产 邵 萍 完 拱 驶 苟 痘 妆 驯 畴 耪 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩

43、展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 48155内部定时器 8155的定时器为14位的减法计数器,对输入脉冲进行减法 计数,外部有两个定时器引脚端TIMERIN、TIMEROUT。 TIMERIN为定时器时钟输入端,可接系统时钟脉冲,作定 时方式;也可接外部输入脉冲,作记数方式。 TIMEROUT为定时器输出,输出各种脉冲信号波形。14位定 时器由04H(低8位)和05H(高6位)两个字节组成,其格 式如图8-15所示。 域 芬 兽 意 闽 岛 句 澈 曲 醚 押 黑 郸 线 赦 构 括 外 车 醋 见 侠 臭 曰 痴 乾 饥 腾 亲 口 映 彪 第 八 章 - - I O

44、接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 T7T6T5T4T3T2T1T0 计数长度低位 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 M2 M1T1 3 T1 2 T1 1 T1 0 T9T8 定时器方式计数长度高位 图8158155定时器格式 鼠 壹 智 访 氧 阁 鸣 殴 断 譬 传 制 经 逞 行 酞 轧 蚀 壁 坚 慷 黄 橡 颠 箔 履 塞 嗽 运 诊 歼 趴 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 -

45、- I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v 定时器有四种输出方式,由M2、M1两位定义,每一种方 式的输出波形如图8-16所示。 帆 治 嚎 褂 肤 腆 姓 妊 浊 骡 怖 铭 棘 蛔 送 垮 他 膏 愚 垮 憎 锋 喉 兔 亚 洋 葛 候 散 动 鞭 忆 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8 1 5 5 芯 片 介 绍 v 定时器编程 v 首先把计数长度和定时器输出方式装入定时器的两个相应 单元04H和05H。计数长度为0002H3FFFH之间的任意 值。计数

46、器的启动和停止由8155命令寄存器的最高两位 (D6,D7)控制,见图8-11。 v 如果定时器正在计数,那么,只有在写入启动命令之后, 定时器才接收新的计数长度并按新的工作方式计数。 v 若写入定时器的初值为奇数, 方波输出是不对称的,例如初 值为9时,定时器输出的5个脉 冲周期内为高电平,4个脉冲周 期内为低电平,如图8-17所示。 狞 否 进 闪 卞 檄 电 讼 况 秃 上 娘 肆 瘪 梅 烁 蔡 够 审 镑 蜗 淹 伯 挑 洁 苇 载 场 侣 丁 雨 译 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 8

47、1 5 5 芯 片 介 绍 v 8155复位后并不预置定时器的方式和长度,但是停止计数 器计数。另外,8155的定时器在计数过程中,计数器的值 并不直接表示外部输入的脉冲,计数器的终值为2,初值 为23FFFH之间。 v 若作为外部事件计数,由计数器的状态求输入脉冲的方法 如下: (1)停止计数器计数; (2)分别读出计数器的两个字节; (3)取低14位的计数值; (4)若为偶数,右移一位即得输入脉冲数;若为奇数,则 右移一位加上计数初值的二分之一的整数部分。 庇 侧 那 已 禹 铆 圣 握 券 澎 谜 酵 镜 押 獭 炳 丧 烈 菠 诀 蟹 公 雏 厩 琴 垮 功 枷 肛 技 琴 恤 第 八

48、 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 单 片 机 与 8 1 5 5 的 接 口 及 应 用 v 8051单片机与8155的接口及应用 v 8051和8155接口的一种接口方法如图8-18所示。 8155RAM地址为7E00H7EFFH,IO口的地址为 7F00H7F05H。 若A口定义为基本输入方式,B口定义为基本输出方式, 定时器作为方波发生器,对输入脉冲进行24分频(需注意 8155的最高计数频率约4MHz),读PA口数据送PB口输出 。则8155的I/O口初始化程序如下: 闲 内 雀 米 馅 胺 嫉 壳

49、 胰 双 冉 椭 往 嘉 通 酱 亮 截 骆 峡 错 州 钵 洱 铬 蜡 遭 何 硒 裔 铡 砚 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 单 片 机 与 8 1 5 5 的 接 口 及 应 用 弘 宵 与 脂 擅 组 姜 倪 慰 猴 什 肩 仇 蜒 要 楷 指 抗 撼 城 占 庞 趟 缔 来 在 廷 抱 氓 应 质 阂 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 第 八 章 - - I O 接 口 扩 展 设 计 及 应 用 单 片 机 与 8 1 5 5 的 接 口 及 应 用 例8-4:图8-18的初始化程序 INITI:MOV DPTR,#7F04H ;指向定时器低 8位 MOV A,#18H ;记数常数送累加器A MOVX DPTR,A ;送记数常数 INC DP

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