《单片机原理与接口技术》第9章 MCS-51单片机的I-O扩展课件.ppt

高等职业教育 计算机类课程规划教材 9.1.1 扩展概述 1.单片机I/O口扩展方法 （1）总线扩展方法 采用总线扩展的方法是将扩展的并行I/O口芯片连接到 MCS-51单片机的总线上，即数据总线使用P0口，地址总线使用P2和P0口，控制总线使用部分P3口。 这种扩展方法不影响总线上其他扩展芯片的连接，在MCS-51单片机应用系统的I/O扩展中被广泛采用。 （2）串行口扩展方法 MCS-51单片机串行口工作在方式0时，提供一种I/O扩展方法。 串行口方式 0是移位寄存器工作方式，可借助外接串入并出的移位寄存器扩展并行输出口，也可通过外接并入串出的移位寄存器扩展并行输入口。 这种扩展方法不占用并行总线且可以扩展多个并行I/O。由于采用串行输入输出的方法，故数据传输速度较慢。 2.I/O扩展常用芯片 （1）TTL/CMOS锁存器/缓冲器芯片: 如74LS377、74LS374、74LS373、74LS273、74LS244、74LS245等; （2）通用可编程I/O接口芯片: 如8255、8155、8729等; （3）可编程阵列: 如GAL16V8、GAL20V8等。 3.I/O扩展中应注意的几个问题 （1）访问扩展I/O的方法与访问外部数据存储器完全相同，使用相同的指令。 （2）扩展多片I/O芯片或多个I/O设备时，注意总线的驱动能力问题; （3）扩展I/O口的目的是为了单片机与外部设备进行信息交换而设置的一个输入输出通道，I/O口最终与外设相连。 （4）在软件设计时，I/O口对应初始状态设置、工作方式选择要与外接设备相匹配。 9.1.2 扩展简单并行接口 1.扩展并行输出口 （1）用74LS377扩展并行输出口 74LS377 是带有输出允许端的8D锁存器，有8个输入端口、8个输出端口、1个时钟输入端 CLK（上升沿有效）和1个允许控制端OE，其功能见表9-1。(见教材P190页) 如图9-1所示，OE与P2.7相连，74LS377的地址为7FFFH; 若与P2.0相连，则地址相应为0EFFH。 【例9.1】 若以图9-1为接口电路，将片内RAM地址为50H单元的数据通过该电路输出。程序清单如下: MOV DPTR，#7FFFH ;数据指针指向74LS377 MOV A，50H ;输出的50H单元数据送累加器A MOVX @DPTR，A ;P0口将数据通过74LS377输出 （2）用74LS374扩展并行输出口 74LS374是具有三态输出的8D边沿触发器，其功能与74LS377相似，见表9-2。(见教材P190页) 74LS374与单片机接口电路如图9-2所示，74LS374的地址为7FFFH。 74LS374具有较强的驱动能力，输出低电平电流IOL最大可达24mA，是74LS377的3倍。 在有较强驱动能力要求场合，可选用74LS374作为并行口扩展器件。 2.扩展并行输入口 并行输入扩展口比较简单，只需采用8位缓冲器即可。 常用的缓冲器有74LS244，其功能见表9-3。(见教材P191页) 74LS244为单向总线缓冲器，只能一个方向传输数据。 并行输入接口与单片机连接如图9-3所示。 【例9.2】 如图9-3所示，扩展并行输入口，将输入口中的8位数据送片内51H单元。程序清单如下: MOV DPTR，#7FFFH ;数据指针指向74LS244 MOVX A，@DPTR ;外部数据经过74LS244送入累加器A MOV 51H，A ;数据送51H单元保存 将上述输入输出电路合并即如图9-4所示。 在图9-4的输入输出接口电路中，输入采用三态门74HC244，输出采用8D触发器（锁存器）74HC374。P0口为双向数据线，既能从74HC244输入数据，又能将数据通过74HC374输出。输出控制信号由P2.0和WR合成，当两者同时为低电平时，或门输出0，将P0口数据锁存到74HC374，其输出控制着发光二极管LED。当某线输出为0时，该线上的LED发光。 输入控制信号由P2.0和RD合成，当二者同时为低电平时，或门输出为0，选通74HC244，将外部信息输入到总线。 与74HC244相连的按键开关没有按下时，输