1、6-2 并行I/O口扩展,内 容 提 要,1、用74系列器件扩展并行I/O口2、可编程并行接口8255A3、可编程并行接口芯片8155,外部I/0端口扩展技术介绍,重点： 存储器扩展电路设计及连线，译码地址和译码范围， MCS-51 单片机P0、P1口的功能。难点： 译码地址和译码范围，端口的灵活应用。,6-2 并行I/O口扩展一、用74系列器件扩展并行I/O口常用并行I/O扩展芯片，如74LS244、74LS245、273、74LS377等1、74LS273,2、74LS244,3、扩展实例高位地址组合法，如图所示：,输入：74LS244扩展K0K7并由P2.0+RD端，全0时，74LS24
2、4选通读入K0K7状态。实现：MOV DPTR，#FEFFHMOVX A，DPTR；读入输出：74LS273扩展LED0LED7并由P2.0+WR端，全0时， 74LS273将P0口数据送出，控制LED0LED7实现：MOVX DPTR，A；输出,二、可编程并行接口8255A1、8255A的基本性能 可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。 8255A具有三个相互独立的输入/输出通道：通道A、通道B、通道C。 A，B，
3、C三通道可以联合使用，构成单线、双线或三线联络信号的并行接口。此时C口完全服务于A、B口。 A口有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。B口有两种工作方式：方式0、方式1。,2、8255A内部结构8255A内部结构由以下四部分组成： 数据端口A、B、C；A组控制和B组控制；读/写控制逻辑电路；数据总线缓冲器。结构如图所示,端口A：包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入锁存器，可作为数据输入或输出端口， 并工作于三种方式中的任何一种。 端口B： 包括一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入缓冲器，可作为数据输入或输出端口， 但不能工作于方式2。端口C： 包括
4、一个 8 位的数据输出锁存/缓冲器和一个 8位的数据输入缓冲器， 可在方式字控制下分为两个4位的端口（C端口上和下），每个4位端口都有4位的锁存器， 用来配合端口A与端口B锁存输出控制信号和输入状态信号，不能工作于方式1或2。A组和B组控制的作用如下：A组控制逻辑控制端口A及端口C的上半部；B组控制逻辑控制端口B及端口C的下半部。,方式选择控制字：,C端口置1置0控制字： 端口C的数位常常作为控制位来使用，所以，在设计8255A芯片时，应使端口C中的各位可以用置1置0控制字来单独设置。其具体格式如下图所示。 注意：C端口置1置0控制字尽管是对端口C进行操作，但此控制字必须写入控制口，而不是写入
5、C端口。,工作方式： 1）方式0是一种基本输入或输出方式，它适用于无需握手信号的简单输入输出应用场合， 端口A、B、C都可作为输入或输出数据使用，输出有锁存而输入无锁存。2）方式1也称选通的输入/输出方式。在这种方式下，无论是输入还是输出都通过应答关系实现， 这时端口A或B用作数据口，端口C的一部分引脚用作握手信号线与中断请求线。 若端口A工作于方式1,则B可工作于方式0； 若端口B工作于方式1,则A可工作于方式0或余下的13位可工作于方式0； 若端口A和B同时工作于方式1,端口C余下的两位还可用于传送数据或控制信号。,3）方式2也称选通的双向I/O方式，仅适用于端口A， 这时A口的PA7-P
6、A0作为双向的数据总线， 端口C有5条引脚用作A的握手信号线和中断请求线，而B口和C口余下的3位仍可工作于方式0或1。 它可以认为是方式1输出和输入的组合但有以下不同： (1)当CPU将数据写入A口时，尽管OBF变为有效， 但数据并不出现在PA7-PA0上， 只有外设发出ACKA信号时， 数据才进入PA7-PA0。 (2)输出和输入引起的中断请求信号都通过同一引脚输出， CPU必须通过查询OBF和IBF状态才能确定是输入引起的中断请求还是输出引起的中断请求。 (3)ACKA 和STBA 信号信号不能同时有效， 否则将出现数据传送“冲突”。,3、MCS-51和8255A的接口方法 如图所示为MC
7、S-51和8255A的一种接口逻辑。PA口、PB口、PC口、控制口的地址分别为：7FFCH、7FFDH、7FFEH、7FFFH。,假设图中8255A的PA口接一组开关，PB接一组指示灯，如果，要将MCS-51的寄存器R2的内容送指示灯显示，将开关状态读入MCS-51的累加器A，则8255初始化和输入/输出程序如下：ORG 1000HR8255：MOV DPTR，#7FFFH；MOV A，#98HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#7FFDHMOV A,R2MOV DPTR,AMOV DPTR,#7FFCHMOVX A,DPTRRET,三、可编程并行接口芯片8155 与8255A相比，81
8、55具有更强的功能，可以扩展单片机的I/O口、定时器、外部数据存储器RAM。1、8155芯片的构成1）逻辑结构2）引脚图3）接口信号,8155芯片的内部结构,256B静态RAM,A,定时器,B,C,口A,PA0PA7,口B,PB0PB7,PC0PC5,口C,IO/ M,AD0AD7,CEALERDWRRESET,定时器输入,定时器输出,接单片机,接外设,接外设,接外设,8155引脚功能,PC3PC4 PC5 IO/ MCERDWRALEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7Vss,VccPC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3P
9、A2PA1PA0,TIMER IN,RESET,TIMER OUT,IO/ M,RD、WR,2、8155的RAM和I/O口地址RAM地址-当IO/ M 加低电平：此时AD0-AD7上得到的地址值是指8155的某一RAM单元的地址，地址范围是：0000 0000-1111 1111分别指向8155 RAM 的256个存储单元。I/O口地址-当IO/ M 加高电平：此时AD0-AD7 （仅用到低三位AD2、AD1、AD0）上得到的地址值是指8155的某一I/O口的地址，具体端口地址分配是：,8155的RAM和I/O口编址,3、 8155的使用1）8155内RAM的使用：与一般外部数据存储器的使用基
10、本一样，唯一区别是事先要使IO/ M 为低电平。2）8155各端口的使用：A、B、C各端口可工作于不同的工作方式，使用前要进行初始化（写命令字到命令口）。,4、扩展电路的连接实例 1）以高位地址直接作为IO/M信号扩展，接口电路非常简单，基本上是相同信号对接，如图：,2）多芯片扩展,上图中的各扩展地址分别为：8155： 0000H、0001H、0005H8031的P2.7-P2.3=00000时，选中8155，在此前提下，当8031的P0口输出地址是XXXXX000-XXXXX101，且IO/ M=1时，选中8155的各端口，即：当IO/ M=0时，选中8155的RAM单元，所以：其内部RAM
11、地址范围是：0000H-00FFH 。,6116（1）： 0800H-0FFFH6116（2）： 1000H-17FFH分析：根据74LS138，8031的P2.7-P2.3=00001时，选中6116（1），在此前提下，加上P2.2-P2.0，P0.7-P0.0低位地址，既有： 6116（1） 的地址范围是：0000 1 000 0000 0000-0000 1 111 1111 1111 即：8000H-FFFFH。6116（2） 同理可得：1000H-17FFH：,3）常用I/O口综合扩展线选法,线选法译码地址,译码法,译码法译码地址,小 结,1、用74系列器件扩展并行I/O口（1）74LS273 （2）74LS244 （3）扩展实例2、可编程并行接口8255A（1）8255A的基本性能（2）8255A的内部结构（3）MCS-51和8255A的接口方法3、可编程并行接口芯片8155（1）8155芯片的构成（2）8155的RAM和I/O口地址（3）8155的使用（4）扩展电路的连接实例,谢 谢 观 赏 ！,
