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本章分为五节，主要介绍：7.1存储器的扩展7.5显示器及键盘接口7.2输入/输出及其控制方式7.3并行接口的扩展7.48279接口芯片7.1存储器的扩展7.1.1程序存储器的扩展一、扩展总线74LS373是有输出三态门的电平允许8D锁存器。当G（使能端）为高电平时，锁存器的数据输出端Q的状态与数据输入端D相同（透明的）。当G端从高电平返回到低电平时（下降沿后），输入端的数据就被锁存在锁存器中，数据输入端D的变化不再影响Q端输出。GQDGDDDQQQOE:::GQDGQD74LS373OEGALE80C31D7::D0Q7::Q0P2P0ABDB二、片外ROM操作时序进行ROM的扩展，其扩展方法较为简单容易，这是由单片机的优良扩展性能决定的。单片机的地址总线为16位，扩展的片外ROM的最大容量为64KB，地址为0000H～FFFFH。扩展的片外RAM的最大容量也为64KB，地址为0000H～FFFFH。•由于80C51采用不同的控制信号和指令，尽管ROM与RAM的地址是重叠的，也不会发生混乱。•80C51对片内和片外ROM的访问使用相同的指令，两者的选择是由硬件实现的。•芯片选择现在多采用线选法，地址译码法用的渐少。ROM与RAM共享数据总线和地址总线。访问片外ROM的时序：S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2输出PCH输出PCH输出PCH输出PCHPCLPCLPCLPCLPCL第1个机器周期第2个机器周期ALEPSENP2口P0口指令指令指令指令80C51系列单片机的CPU在访问片外ROM的一个机器周期内，信号ALE出现两次（正脉冲），ROM选通信号也两次有效，这说明在一个机器周期内，CPU两次访问片外ROM，也即在一个机器周期内可以处理两个字节的指令代码，所以在80C51系列单片机指令系统中有很多单周期双字节指令。三、ROM芯片及扩展方法1、EPROM存储器及扩展常用的芯片有2732、2764、27128、27256、27512等。1234567891011121314282726252423222120191817161527642712827256275122764VccPGMNCA8A9A11OEA10CEQ7Q6Q5Q4Q327128VccPGMA13A8A9A11OEA10CEQ7Q6Q5Q4Q327256VccA14A13A8A9A11OEA10CEQ7Q6Q5Q4Q327512VccA14A13A8A9A11OE/VppA10CEQ7Q6Q5Q4Q32764VppA12A7A6A4A4A3A2A1A0Q0Q1Q2GND27256VppA12A7A6A4A4A3A2A1A0Q0Q1Q2GND27128VppA12A7A6A4A4A3A2A1A0Q0Q1Q2GND27512A15A12A7A6A4A4A3A2A1A0Q0Q1Q2GNDEPROM存储器扩展电路：OE2764AA7::A0A8-A12CED0～D774LS373OEGALE80C31D7::D0Q7::Q0PSENEAP2.0-P2.4P02、EEPROM存储器及扩展常用的EEPROM芯片有2864、2817等。123456789101112131428272625242322212019181716152864AVccWENCA8A9A11OEA10CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GND123456789101112131428272625242322212019181716152817AVccWENCA8A9A11OEA10CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O3RDY/BUSYA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GND7.1.2数据存储器的扩展一、RAM扩展原理扩展RAM和扩展ROM类似，由P2口提供高8位地址，P0口分时地作为低8位地址线和8位双向数据总线。外部RAM读时序为：S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2输出PCH输出DPHPCLDPL第1个机器周期第2个机器周期ALEPSENP2口P0口指令数据入输出PCHPCL指令RD外部RAM写时序为：S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2输出PCH输出DPHPCLDPL第1个机器周期第2个机器周期ALEPSENP2口P0口指令数据出输出PCHPCL指令WR二、RAM扩展方法1、数据存储器常用的数据存储器SRAM芯片有6116﹑6264﹑62256等。123456789101112131428272625242322212019181716156264VccWECSA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3NCA12A7A6A4A4A3A2A1A0D0D1D2GNDNCA12A7A6A4A4A3A2A1A0D0D1D2GNDA14A12A7A6A4A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccWEA13A8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3VccWEA13A8A9A11OE/RFSHA10CED7D6D5D4D3622566212862646266621286225612345678910111224232221201918171615141361166212862256A7A6A4A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccA8A9WEOEA10CED7D6D5D4D361162、数据存储器扩展电路OE6264A7::A0A8-A12D0～D774LS373OEGALE80C31D7::D0Q7::Q0RDEAP2.0-P2.4P0CS+5VWEWRP2.7CE7.2输入/输出及其控制方式•原始数据或现场信息要利用输入设备输入到单片机中，单片机对输入的数据进行处理加工后，还要输出给输出设备。常用的输入设备有键盘、开关及各种传感器等，常用的输出设备有LED（或LCD）显示器、微型打印机及各种执行机构等。•80C51单片机内部有四个并行口和一个串行口，对于简单的I/O设备可以直接连接。当系统较为复杂时，往往要借助I/O接口电路（简称I/O接口）完成单片机与I/O设备的连接。现在，许多I/O接口已经系列化、标准化，并具有可编程功能。单片机与I/O设备的关系：7.2.1输入/输出接口的功能74LS373OEGALE80C51D7::D0Q7::Q0P2P0INTXRD,WR22数据端口状态端口控制端口I/O接口I/O设备控制信号状态信号数据I/O接口的功能是：2、对输入设备的三态缓冲外设传送数据时要占用总线，不传送数据时必须对总线呈高阻状态。利用I/O接口的三态缓冲功能，可以实现I/O设备与数据总线的隔离，便于其它设备的总线挂接。1、对单片机输出的数据锁存锁存数据线上瞬间出现的数据，以解决单片机与I/O设备的速度协调问题。3、信号转换信号类型（数字与模拟、电流与电压）、信号电平（高与低、正与负）、信号格式（并行与串行）等的转换。4、时序协调不同的I/O设备定时与控制逻辑是不同的，并与CPU的时序往往是不一致的，这就需要I/O接口进行时序的协调。一、无条件传送适用于对简单的I/O设备（如开关、LED显示器、继电器等）的操作，或者I/O设备的定时固定或已知的场合。7.2.2单片机与I/O设备的数据传送方式二、查询状态传送效率低。三、中断传送方式效率大大提高。四、直接存储器存取（DMA）方式适于高速外设以及成组交换数据的场合。7.3并行接口的扩展7.3.1并行输入/输出口的简单扩展ALE80C31RDP0WRP2.774LS273≥1CPQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8CLRD1D2D3D4D5D6D7D8≥174LS2441G1A11A21A31A42A12A22A32A42G1Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4+5V7.3.2可编程接口8155的扩展一、8155的引脚及结构12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221PC3PC4TIMERINRESETPC5TIMEROUTIO/MCERDWRALEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7GNDVCCPC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08155256×8静态RAM计数器ABCAD0～AD7IO/MCERDWRRESETALETIMERINTIMEROUTVCCGNDPA0～PA7PB0～PB7PC0～PC5命令/状态寄存器二、8155的内部编址内部RAM地址为：00H～FFH。内部端口地址为：000-----------命令/状态寄存器001-----------A口010-----------B口011-----------C口100-----------计数器低8位101-----------计数器高6位及计数器方式设置位三、工作方式设置及状态字格式1、方式设置PA：A口数据传送方向设置位。0--输入；1--输出。PB：B口数据传送方向设置位。0--输入；1--输出。PC1、PC2：C口工作方式设置位。IEA：A口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许。IEB：B口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许。TM2、TM1：计数器工作方式设置位。2、状态字格式•INTRX：中断请求标志。INTRX=1，表示A或B口有中断请求；INTRX=0，表示A或B口无中断请求。•BFX：口缓冲器空/满标志。BFX=1，表示口缓冲器已装满数据，可由外设或单片机取走；BFX=0，表示口缓冲器为空，可以接受外设或单片机发送数据。•INTEX：口中断允许/禁止标志。INTEX=1，表示允许口中断；INTEX=0，表示禁止口中断。•TIMER：计数器计满标志。TIMER=1，表示计数器的原计数初值已计满回零；TIMER=0，表示计数器尚未计满。四、计数器输出模式计数器是一个14位的减法计数器，它能对输入的脉冲进行计数，在到达最后一个计数值时，输出一个矩形波或脉冲。装入计数长度寄存器的值为2H~3FFFH。15、14两位用于规定计数器的输出方式。五、选通I/O的组态对8155命令字的PC2﹑PC1位编程，使A或B口工作在选通方式时，C口的PC0～PC5就被定义为A或B口选通I/O方式的应答和控制线。选通方式的组态逻辑：RDWRPA0～PA7PB0～PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5ABINTEA&INTEB&AD0～AD7INTRAINTRBBFBSTBBSTBABFA六、8155芯片与单片机的接口80C51单片机可以与8155直接连接而不需要附加任何电路。使系统增加256字节的RAM，22位I/O线及一个计数器。ALE80C31RDP0WRP2.7AD0～AD7P2.0RDWRALEIO/MCE8155EARESETRESETBACTIMEINTIMEOUT8155中RAM地址因P2.7（A15）=0及P2.0（A8）=0，故可选为0111111000000000B（7E00H）~0111111011111111B（7EFFH）；I/O端口的地址为：7F00H~7F05H。若A口、B口定义为基本输入方式，计数器作为方波发生器，对80C31输入脉冲进行24分频（但需要注意8155的计数最高频率约为4MHZ），则8155I/O口初始化程序如下：START：MOVDPTR，#7F04H；计数寄存器低8位MOVA，#18H；计数器初值#18H（24D）MOVX@DPTR，A；计数器寄存器低8位赋值INCDPTR；指向计数器寄存器高6位及方式位MOVA，#40H；计数器为连续方波方式MOVX@DPTR，A；计数寄存器高6位赋值MOVDPTR，#7F00H；命令寄存器MOVA，#0C2H；设命令字MOVX@DPTR，A；送命令字7.48279接口芯片•由80C51系列单片机构成的小型测控系统