單片機并行I/O接口的擴展
在單片機系統中主要有兩類數據傳送操作，一類是單片機和存儲器之間的數據讀寫操作；另一類則是單片機和其它設備之間的數據輸入/輸出（I/O）操作。單片機和存儲器之間的連接十分簡單，主要包括地址線、數據線、讀寫選通信號。單片機與控制對象或外部設備之間的數據傳送卻十分復雜，存在速度不匹配，電平不一致，信號需要轉換等問題。使用擴展的I/O接口電路可以較好實現速度協調、輸出數據鎖存、輸入數據緩沖、數據轉換等。 一、簡單I/O口的擴展
由于單片機的P0口經常用作數據線或低8位地址線；P2口用作高8位地址線，P3口的第2功能更為重要，所以只有P1口能用作真正的數據I/O口來使用，但是，在很多場合，僅使用P1口來作為數據I/O口是不夠的，這是就需要擴展I/O口。
當所需擴展的外部1/O口數量不多時，可以使用常規的邏輯電路、鎖存器進行擴展。這一類的外圍芯片一般價格較低而且種類較多，常用的如：74LS377、74LS245、74LS373、74LS244、74LS273、74LS577、74LS573。
1、輸入接口擴展
圖1是利用74LS244進行簡單輸入接口擴展的連接圖。
圖1 74LS244系統擴展圖 從圖中可以看出，當P2.5和
同時為低電平時，74LS244才能將輸入端的數據送到8051的P0口，其中P2.5決定了74LS244的地址為：XX0X XXXX XXXX XXXXB。通常，我們選擇的地址是DFFFH，則接口的輸入操作程序如下：
MOV DPTR, #0DFFFH
MOVX A, @DPTR
2、輸出接口擴展
圖2是利用74LS377進行簡單輸出接口擴展的連接圖。
圖中利用P2.6（即A14）和A0對2塊74LS377芯片進行選擇。當P2.6=1、A0=0時選中74LS377(1)；當P2.6=1、A0=l時選中74LS377(2)。假設未用的地址線為“1”，則74LS377(1)的地址為0FFFEH，74LS377(2)的地址為0FFFFH。
74LS377(1)輸出數據的操作指令如下：
MOV DPTR, #0FFFEH
MOV A, #DATA
MOVX @DPTR, A
圖2 74LS377系統擴展圖 二、可編程并行I/O接口芯片8255A
Intel 8255A是一種可編程通用并行接口芯片，可適用于多種微處理器的8位并行輸入/輸出接口芯片。它具有兩個8位（A口和B口）和兩個4位（C口高/低4位）并行I/O端口，能適應CPU與I/O接口之間的多種數據傳送方式的要求，芯片內部主要由控制寄存器、狀態寄存器、數據寄存器組成，能獨立編程，有3種工作方式。使用8255A可實現多種數據傳送方式的要求。
1．8255A的結構
8255A由三部分組成，結構如圖3所示。
圖3 8255A內部結構圖
2．8255A與MCS-51系列單片機的連接
圖4 8255與單片機連接圖
3．8255A的控制字
圖5 8255的工作方式控制字
8255A還有一個C口置/復位控制字，用來設置C口某位的狀態，而不影響其他位。如圖6。
圖6 8255C口置位復位控制字
4．8255A三種工作方式的功能及應用舉例
三種基本的工作方式：
(1) 方式0：基本輸入/輸出方式
方式0不使用聯絡信號，也不使用中斷，A口和B口可定義為輸入或輸出口，C口分成兩個部分（高4位和低4位），C口的兩個部分也可分別定義為輸入或輸出。在方式0時，所有口輸出均有鎖存，輸入只有緩沖，而無鎖存，C口還具有按位將其各位清0或置1的功能。
利用8255A作為無條件輸出接口，可以實現報警電路的設計，如圖7所示。
圖7 報警接口電路圖
(2) 方式1：選通輸入/輸出方式
A口借用C口的一些信號線作控制和狀態線，形成A組；B口借用C口的一些信號線用作控制和狀態線，組成B組。在方式1下，A口和B口的輸入輸出均帶有鎖存。
利用8255A用作查詢輸入接口，可以實現外部輸入裝置與CPU的連接，如圖8所示。
圖8 輸入裝置與CPU接口示意圖
(3) 方式2：雙向輸入/輸出工作方式
方式2是A組獨有的工作方式。外設既能在A口的8條引線上發送數據，又能接收數據。此方式也是借用C口的5條信號線作控制和狀態線，A口的輸入和輸出均帶有鎖存。方式2下的聯絡信號線定義如圖9所示。
圖9 方式2下的聯絡信號線定義
編輯：admin 最后修改時間：2018-05-08
