单片机IO(输入输出)口

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1、第10讲I/O口的扩展电气工程系赵志衡E-mail:zhzhhe@hit.edu.cn1I/O扩展主要内容可编程I/O芯片8255A的扩展可编程I/O芯片8155H的扩展计数器芯片8253的扩展利用串口对并行口的扩展采用通用TTL芯片的扩展电路2本讲主要内容I/O扩展概述8255A的工作原理及其扩展采用通用TTL芯片的I/O扩展编程举例3I/O(输入/输出)接口是MCS-51与外设交换数字信息的桥梁。I/O扩展也属于系统扩展的一部分。真正用作I/O口线的只有P1口的8位I/O线和P3口的某些位线。在多数应用系统中，MCS-5

2、1单片机都需要外扩I/O接口电路。I/O扩展概述4I/O接口电路可实现以下功能：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。I/O接口的功能52.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电路应具有数据锁存器，以保证接收设备可靠接收。3.输入数据三态缓冲单片机具有多个输入设备时，使得数据总线上可“

3、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。6I/O端口的编址首先清楚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，（1）数据口（2）命令口（3）状态口I/O端口编址是给所有I/O接口中的寄存器分配地址。7I/O端口编址两种方式：独立编址与统一编址1．独立编址方式I/O寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址

4、，但需专门读写I/O的指令和控制信号。2．统一编址方式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（MOVX）。MCS51采用这种方式8MCS-51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。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。91.同步传送方式（

5、无条件传送）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（条件传送，异步式传送）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。103.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。常用的I/O接口电路芯片Intel公司的配套可编程I/O接口芯片的种类齐全，为扩展

6、I/O接口提供了很大的方便。或者采用通用的TTL集成电路芯片。11小结原因：MCS-51单片机本身提供的口线不多（P1、P3）方法：MCS-51单片机将外扩I/O和外部数据存储器统一编址，用户可以把一部分外部数据存储器的空间（64k）作为I/O地址，通过MOVX指令完成对外扩口的输入输出。实现：采用专门的外围接口芯片8155，8255等采用一般的TTL芯片74LS377，74LS373等12可编程并行I/O芯片8255A引脚及结构介绍3个8位并行口PA、PB、PC。PC可分为高4位与低4位D0~D7数据端口A,B两组控制电路

7、双向三态数据接口控制总线接口复位控制RESET,高电平有效138255A的端口8255端口选择A1A0RDWRCS操作001010000111000读端口A读端口B读端口C00110101111100000000写端口A写端口B写端口C写控制字寄存器x1xx1xx01x11100数据总线为三态非法状态数据总线为三态8255A端口选择表148255A功能简述8255A的三种工作方式方式0——基本输入输出方式1——选通输入输出方式2——双向传送（仅PA口）8255A的工作方式由控制字选择158255A控制字工作方式选择控制字C口

8、按位置位/复位控制字8255A控制字端口C按位置位/复位控制字168255A工作方式0（基本I/O方式）两个8位端口和两个4位端口任一个端口都可以输入输出输出锁存而输入不锁存数据无条件传送，不需要状态端口178255A工作方式1（选通I/O方式）可用作1或2个选通的输入或输出口每个端口包括