第9章AT89C51扩展IO接口设计课件.ppt

;9.1.1 I/O接口的功能 I/O接口电路应满足以下要求： 1.实现和不同外设的速度匹配 大多数的外设的速度很慢，无法和μs量级的单片机速 度相比。 单片机只有在确认外设已为数据传送做好准备的前提 下才能进行I/O操作。 想知道外设是否准备好，需I/O接口电路与外设之间 传送状态信息。;2. 输出数据锁存 由于单片机工作速度快，数据在数据总线上保留的时间十分短 暂，无法满足慢速外设的数据接收。I/O电路应具有数据输 出锁存器，以保证接收设备接 收。 3. 输入数据三态缓冲 输入设备向单片机输入数据时，但数据总线上面可能“挂”有多 个数据源，为不发生冲突，只允许当前正在进行数据传送的 数据源使用数据总线，其余的应处于隔离状态。;9.1.2 I/O端口的编址 首先搞清楚I/O接口（Interface）和I/O端口（Port）的概念。 I/O端口：简称I/O口，指具有端口地址的寄存器或缓冲器。 I/O接口：是指单片机与外设间的I/O接口芯片。 一个I/O接口芯片可以有多个I/O端口，分为： （1）数据口（2）命令口（3）状态口 I/O端口编址是给所有I/O接口中的寄存器编址。;I/O端口编址两种方式：独立编址与统一编址。 1．独立编址 I/O寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址，但 需专门读写I/O的指令和控制信号。 2．统一编址 I/O寄存器与数据存储器单元同等对待，统一编址。 不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器 的指令进行I/O操作，简单、方便且功能强。 AT89C51使用统一编址的方式;每一接口芯片中的一个功能寄存器（端口）的地址,就相当于一个RAM单元。 9.1.3 I/O数据的几种传送方式 为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。 I/O数据传送的几种传送方式是： （1）同步传送（2）查询传送（3）中断传送。;1.同步传送方式 当外设速度和单片机的速度相比拟时，常采用同步传送方 式，最典型的同步传送就是单片机和外部数据存储器之 间的数据传送。 2.查询传送方式 查询外设“准备好”后，再进行数据传送。 优点：通用性好，硬件连线和查询程序十分简单， 缺点：效率不高。 为提高效率，通常采用中断传送方式。;3.中断传送方式 外设准备好后，发中断请求，单片机进入与外设数据传送的 中断服务程序，进行数据的传送。 中断服务完成后又返回主程序继续执行。工作效率高。 如何实现I/O接口的扩展。Intel公司的配套可编程I/O接口 芯片的种类齐全，为扩展I/O接口提供了很大的方便。 9.1.4 I/O接口电路 常用的外围I/O接口芯片有： （1）82C55：可编程的通用并行接口电路（3个8位I/O口）;（2）81C55：可编程的IO/RAM扩展接口电路（2个8位I/O口,1个6位I/O口, 256个RAM字节单元，1个14位的减法定时器/计数器）。 可与89C51单片机直接连接，接口逻辑十分简单。 9.2 AT89C51与可编程并行I/O芯片82C55的接口设计 9.2.1 82C55芯片介绍 82C55是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，具有3个 8位的并行I/O口，3种工作方式，可通过编程改变其功 能，因而使用灵活方便，通用性强。 1.引脚说明 40只引脚，双列直插式封装，见图9-1。;;引脚功能： D7～D0：三态双向数据线，与单片机数据总线连接 CS*：片选信号线，低电平有效，表示本芯片被选中 RD*：读出信号线，控制8255A中数据的读出高 WR*：写入信号线，控制向8255A数据的写入。 Vcc：+5V电源 PA7～PA0：A口输入/输出线。 PB7～PB0：B口输入/输出线 PC7～PC0：C口输入/输出线 A1、A0：地址线，用来选择82C55内部的4个端口。 RESET：复位引脚，高电平有效 ;2.内部结构;（1）端口PA、PB、PC;(2)A组和B组控制电路;表9-1 82C55端口工作状态选择;9.2.2 工作方式选择控制字及C口置位/复位控制字;图9-3;C口上半部分（PC7～PC4）随A口称为A组，;2. C口按位置位/复位控制字;例9-2 控制字07H写入控制口，置“1” PC3；08H写入控制 口，清“0” PC4。;基本功能为：;2. 方式1;图9-5;STB*：选通输入，是由输入外设送来的输入信号。 IBF：输入缓冲器满，高电平有效。表示数据已送入 8255A的输入锁存器，它由STB*信号的下降沿置 位，由信号的上升沿使其复位;图9-6;（2）方式1输出;图9-7;B口