片机的接口技术.ppt

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1、第5章 单片机的接口技术,5.1 51系列单片机并行扩展原理5.2 程序存储器扩展5.3 数据存储器扩展5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用5.5 并行接口8255A的接口技术和应用5.6 74系列器件的接口技术和应用5.7 A/D器件接口技术,5.1 51系列单片机并行扩展原理,51系列单片机的P0口和P2口可以作为并行扩展总线口,能在外部扩展64K字节的程序存储器和64K字节的数据存储器(RAM/IO口)5.1.1 大系统的扩展总线和扩展原理 一、大系统 硬件需求量大，外部存储器空间被充分利用。二、大系统总线时序（1）地址总线（AB）：地址总线用于传送单片机输出的地址信号，宽

2、度为16位，P0口经锁存器提供低8位地址，锁存信号是由CPU的ALE引脚提供的；P2口提供高8位地址。（2）数据总线（DB）：数据总线是由P0口提供的，宽度为8位。（3）控制总线（CB）：PSEN、RD、WR、ALE,返回本章首页,5.1 51系列单片机并行扩展原理,51系列单片机的P0口和P2口可以作为并行扩展总线口,能在外部扩展64K字节的程序存储器和64K字节的数据存储器(RAM/IO口)5.1.1 大系统的扩展总线和扩展原理 一、大系统 硬件需求量大，外部存储器空间被充分利用。二、大系统总线时序（1）地址总线（AB）：地址总线用于传送单片机输出的地址信号，宽度为16位，P0口经锁存器提

3、供低8位地址，锁存信号是由CPU的ALE引脚提供的；P2口提供高8位地址。（2）数据总线（DB）：数据总线是由P0口提供的，宽度为8位。（3）控制总线（CB）：PSEN、RD、WR、ALE,返回本章首页,5.1 51系列单片机并行扩展原理,二、大系统扩展总线,返回本章首页,5.1 51系列单片机并行扩展原理,1.线选法 线选法：直接以系统空闲的高位地址线作为芯片的片选信号。优点是简单明了，无须另外增加电路，缺点是寻址范围不惟一，地址空间没有被充分利用，可外扩的芯片的个数较少。线选法适用于小规模单片机应用系统中片选信号的产生。,返回本章首页,二、大系统地址译码方法,5.1 51系列单片机并行扩展

4、原理,2.全地址译码法 全地址译码法：利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位地址线进行译码，以译码器的输出作为外围芯片的片选信号。常用的译码器有：74LS139，74LS138，74LS154等。优点是存储器的每个存储单元只有惟一的一个系统空间地址，不存在地址重叠现象；对存储空间的使用是连续的，能有效地利用系统的存储空间。缺点是所需地址译码电路较多。,返回本章首页,5.1 51系列单片机并行扩展原理,5.1.2 紧凑系统的扩展总线和扩展原理一、紧凑系统和小系统紧凑系统：只扩展少量数据存储器小系统：把P0口和P2口不作为总线口使用的系统二、紧凑系统总线时序三、紧凑系统的扩展总线,返回本

5、章首页,单片机最小系统：使单片机能够运行的最少器件构成的系统。,无ROM芯片：8031 必须扩展ROM，复位、晶振电路有ROM芯片：89c51等，不必扩展ROM，只要有复位、晶振电路,5.1 51系列单片机并行扩展原理,四、紧凑系统地址译码方法1、线选法2、地址译码法3、局部地址译码法五、海量存储器系统地址译码方法,返回本章首页,5.2 程序存储器扩展,单片机内部没有ROM,或虽有ROM但容量太小时,必须扩展外部程序存储器方能工作。最常用的ROM器件是EPROM。5.2.1 常用EPROM程序存储器 EPROM主要是27系列芯片，如:27C64(8K)/27C128(16K)/27C256(3

6、2K)/27C512（64K）等，一般选择8KB以上的芯片作为外部程序存储器。其引脚图如下图所示。,返回本章首页,5.2程序存储器扩展,引脚符号的含义和功能如下：00 O7：三态数据总线；A0Ai：地址输入线，i=1315。27128的地址线为13位，i=13；27512的地址线为16位，i=15；CE：片选信号输入线；OE：输出允许输入线；VPP：编程电源输入线；PGM：编程脉冲输入线；VCC：电源；GND：接地；NC：空引脚。,返回本章首页,5.2程序存储器扩展,二、操作方式下表给出了27256不同操作方式下控制引脚的电平。,返回本章首页,5.2程序存储器扩展,5.2.2 程序存储器扩展方

7、法,返回本章首页,5.3 数据存储器扩展,数据存储器一般用以存储现场采集的数据、运算的结果等，因此采用能随机读写的RAM存储器。5.3.1 常用RAM芯片 RAM主要是61、62系列芯片，如6116(2K）、6264(8K）、62256(32K）。其引脚图如下图所示。,返回本章首页,5.2 数据存储器扩展,引脚符号的含义和功能如下：00 O7：三态数据总线；A0Ai：地址输入线，i=1315。27128的地址线为13位，i=13；27512的地址线为16位，i=15；CE：选片信号输入线；OE：读选通信号输入线；WE：写选通信号输入线；VCC：工作电源+5V；GND：接地；NC：空引脚。,返回

8、本章首页,5.3 数据存储器扩展,5.3.2 RAM存储器扩展方法,返回本章首页,5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用,5.4.1 RAM/IO扩展器8155的接口技术 8155具有256字节RAM、2个8位并行口、1个6位并行口、1个14位定时器。一、结构和引脚功能,返回本章首页,5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用,8155的引脚功能如下：AD0AD7：地址/数据总线；IO/M：IO和RAM选择信号输入线；CE：选片信号输入端；ALE：地址允许锁存信号输入线；RD：读选通信号输入线；WR：写选通信号输入线；TI：定时器的计数脉冲输入线；TO：定时器的输出信号线；

9、RESET：复位信号输入线；PA0PA7：8位并行I/O口线；PB0PB7：8位并行I/O口线；PC0PC6：6位并行I/O口线；,返回本章首页,5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用,二、内部寄存器及其操作 8155内部有6个I/O寄存器。IO/M为高电平时，A0A7为I/O寄存器地址。,返回本章首页,5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用,三、命令字和状态字 CPU通过把命令字写入到命令寄存器来控制它们的逻辑功能。,返回本章首页,5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用,四、定时器8155的定时器/计数器是一个14位的减法计数器，它的计数初始值可设在000

10、23FFFH之间。,返回本章首页,5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用,五、51系列单片机和8155的接口方法,返回本章首页,例5.4 如果使8155的定时器/计数器作为方波发生器,T0输出方波,频率是TI输入时钟的二十四分频,PA和PB为输出口,PC为输入口,则初始化子程序如下:,5.4 RAM/IO扩展器8155的接口技术和应用,INI8155:SETB P2.0 MOV R0,#4 MOV A,#16H MOVX R0,A INC R0 MOV A,#40H MOVX R0,A MOV R0,#0 MOV A,#0C3H MOVX R0,A RET,返回本章首页,5.5 并

11、行接口8255A的接口技术和应用,5.5.1 8255A的接口和编程一、8255A的结构,返回本章首页,5.5 并行接口8255A的接口技术和应用,5.5.1 8255A的接口和编程,返回本章首页,5.5 并行接口8255A的接口技术和应用,二、8255A的操作方式工作方式的功能：方式0：基本输入/输出方式 在这种工作方式下，不需要任何选通信号，A口、B口及C口的两个4位口（C口的高4位和低4位）都可以由程序设定为基本输入或输出。作为输出口时，输出数据被锁存；作为输入口时，输入数据不被锁存。方式1：选通输入/输出方式 只有A口和B口可以选择这种工作方式。在这种工作方式下，A、B、C三个口分为A

12、、B两组：A组包括A口和C口的高4位，A口可由编程设定为输入或输出口，C口的高4位用作A口输入/输出操作的控制联络信号；B组包括B口和C口的低4位，B口可由编程设定为输入或输出口，C口的低4位用作B口输入/输出操作的控制联络信号。A口和B口的输入或输出数据都被锁存。,返回本章首页,5.5 并行接口8255A的接口技术和应用,返回本章首页,5.5 并行接口8255A的接口技术和应用,三.8255A的控制字1.方式控制字,返回本章首页,5.5 并行接口8255A的接口技术和应用,2.PC口位置位/复位控制字,返回本章首页,5.5 并行接口8255A的接口技术和应用,四.8255A的接口技术和编程例

13、5.10 8255A的PA、PC为方式0输出、PB为方式0输入，初始化程序如下：INI8255O：MOV R0，#7FH MOV A，#82H MOVX R0,A RET,返回本章首页,5.5 并行接口8255A的接口技术和应用,例5.11 若PA为方式1输入，PB为方式1输出，允许PA、PB中断，初始化程序如下：INI82551：MOV R0，#7FH MOV A，#0B4H MOVX R0,A MOV A，#9 MOVX R0,A MOV A，#5 MOVX R0,A RET,返回本章首页,5.6 74系列器件的接口技术和应用,5.6.1 用74HC245扩展并行输入口 74HC245是一

14、种三态门电路,DIR为数据方向选择位。,返回本章首页,5.6 74系列器件的接口技术和应用,如图采用线选法，口地址为7FH，对7FH读即读出输入设备的数据 R245：MOV R0，#7FH MOVX A，R0 RET,返回本章首页,5.6 74系列器件的接口技术和应用,5.6.2 用74HC377扩展并行输出口如图口地址为7FH，对7FH写即将数据输出到输出设备 W377：MOV R0，#7FH MOV A，#data MOVX R0,A RET,返回本章首页,5.7 A/D器件接口技术,5.7.1 8路8位A/DADC0809的接口和编程 ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装的芯片。,

15、返回本章首页,5.7 A/D器件接口技术,二、引脚功能1IN7IN0模拟量输入通道。2A、B、C地址线。3ALE地址锁存允许信号。4START启动转换信号。52-82-0数据输出线。6OE输出允许信号。7CLK时钟信号 8EOC转换结束状态信号。EOC0，正在进行转换；EOC=1，转换结束 9VCC+5V电源。10REF(+)、REF(-)参考电压,返回本章首页,5.7 A/D器件接口技术,三、0809操作过程和接口方法 IN0 IN7、ABC输入稳定ALE上升锁存通路地址START上升清零内部寄存器START下降启动A/D EOC下降A/D结束 EOC上升OE上的正脉冲读A/D的结果。,返回本章首页,5.7 A/D器件接口技术,四、程序设计例5.19 ADC0809的操作子程序START09:MOV R0,#(78H+i)MOVX R0,A RETR-09:MOV R0,#7FH MOVX A,R0 RET,返回本章首页,5.7 A/D器件接口技术,5.7.2 12位A/D AD574的接口和编程一、AD574的结构特点 AD574是12位逐次逼近式A/D转换器。二、引脚功能三、AD574的操作次序和接口技术四、程序设计,返回本章首页,