第7章MCS51的并行接口
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MCS-51单片机的逻辑结构及
1
2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及 信号引脚
MCS-51单片机结构框图 MCS-51芯片内部逻辑结构 MCS-51的信号引脚
MCS-51单片机结构框图
MCS-51芯片内部逻辑结构
1.中央处理器（CPU ） 中央处理器CPU是单片机的核心，完成运算和控 制操作。它包括运算器和控制器电路。 1 ）运算器电路 运算器主要用来实现对操作数的算术、逻辑运算 和位操作的。 主要包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC （A ）、暂存寄存器、B 寄存器、程序状态字PSW、 两个暂存器以及BCD码运算修正电路。
其地址为0003h0023h是五个中断源的中断地址区0003h000ah外部中断0中断地址区000bh0012h定时器计数器0中断地址区0013h001ah外部中断1中断地址区001bh0022h定时器计数器1中断地址区0023h002ah串行中断地址区中断服务程序超过8个字节时在中断地址区的首地址存放一条无条件转移指令转移到中断服务程序
专用寄存器地址表
MCS-51的堆栈操作
后进先出 入栈PUSH 出栈POP 1.堆栈的功用 保护断点 保护现场
2.堆栈的开辟 MCS-51的堆栈只能开辟在芯片内部的数据存储器中。 3.堆栈指示器SP 专用寄存器地址81H SP的内容是堆栈栈顶的地址 系统复位后SP的内容是07H 4.堆栈类型
5.堆栈的使用方法 自动方式 调用子程序或中断时 指令方式 使用堆栈操作指令 PUSH、POP
PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0
CY AC F0 RS1 RS0 OV 未用 P
进位标志 辅助进位标志 用户标志 寄存器组选择 寄存器组选择 溢出标志 带符号数加减运算 溢出; 乘法积超过8位；除数为0 奇偶标志
2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及 信号引脚
MCS-51单片机结构框图 MCS-51芯片内部逻辑结构 MCS-51的信号引脚
MCS-51单片机结构框图
MCS-51芯片内部逻辑结构
1.中央处理器（CPU ） 中央处理器CPU是单片机的核心，完成运算和控 制操作。它包括运算器和控制器电路。 1 ）运算器电路 运算器主要用来实现对操作数的算术、逻辑运算 和位操作的。 主要包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC （A ）、暂存寄存器、B 寄存器、程序状态字PSW、 两个暂存器以及BCD码运算修正电路。
其地址为0003h0023h是五个中断源的中断地址区0003h000ah外部中断0中断地址区000bh0012h定时器计数器0中断地址区0013h001ah外部中断1中断地址区001bh0022h定时器计数器1中断地址区0023h002ah串行中断地址区中断服务程序超过8个字节时在中断地址区的首地址存放一条无条件转移指令转移到中断服务程序
专用寄存器地址表
MCS-51的堆栈操作
后进先出 入栈PUSH 出栈POP 1.堆栈的功用 保护断点 保护现场
2.堆栈的开辟 MCS-51的堆栈只能开辟在芯片内部的数据存储器中。 3.堆栈指示器SP 专用寄存器地址81H SP的内容是堆栈栈顶的地址 系统复位后SP的内容是07H 4.堆栈类型
5.堆栈的使用方法 自动方式 调用子程序或中断时 指令方式 使用堆栈操作指令 PUSH、POP
PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0
CY AC F0 RS1 RS0 OV 未用 P
进位标志 辅助进位标志 用户标志 寄存器组选择 寄存器组选择 溢出标志 带符号数加减运算 溢出; 乘法积超过8位；除数为0 奇偶标志
第7章MCS-51单片机的常用外设扩展
（2）数据线
2732的8位数据线直接与单片机的P0口相连。P0口作 为地址/数据线分时复用。
（3）控制线
CPU执行2732中存放的程序指令时，取指阶段就是对 2732进行读操作。注意，CPU对EPROM只能进行读操作， 不能进行写操作。CPU对2732的读操作控制都是通过控制线 实现的。2732控制线的连接有以下几条：
2.硬件电路 单片机与6116的硬件连接如图7-4所示。
3.连线说明
• 地址线：A0～A10连接单片机地址总线P0.0～P0.7、P2.0、P2.1、P2.2 共11根；
• 数据线：I/O0～I/O7连接单片机的数据线，即P0.0～P0.7；
• 控制线：片选端连接单片机的P2.7，即单片机地址总线的最高位A15； 读允许线连接单片机的读数据存储器控制线；
• 对于没有内部ROM的单片机或者程序较长、片内ROM容 量不够时，用户必须在单片机外部扩展程序存储器。 MCS-51单片机片外有16条地址线，即P0口和P2口，因此 最大寻址范围为64K字节（0000H—FFFFH）。
• 这里要注意的是，MCS-51单片机有一个管脚 EA跟程序存 储器的扩展有关。如果接高电平，那么片内存储器地址范 围是0000H—0FFFH（4K字节），片外程序存储器地址范 围是1000H—FFFFH（60K字节）。如果接低电平，不使 用片内程序存储器，片外程序存储器地址范围为0000H— FFFFH（64K字节）。
1. 芯片选择
单片机扩展数据存储器常用的静态RAM芯片有6116（2K×8 位）、6264（8K×8位）、62256（32K×8位）等。
根据题目容量的要求我们选用SRAM6116，采 用单一+5V供电，输入输出电平均于TTL兼容，具有 低功耗操作方式，管脚如图7-3所示。
3.1MCS-51单片机的并行IO口
一、并行I/O口的功能结构
2、接口功能 （2）通用I/O接口
（四）P0口
此时“控制”信号为“0”，多路开关 MUX向下，输出驱动器处于开漏状态，故需 外接上拉电阻，这种情况下，电路结构与P1 相同，所以也是一个准双向口，当要作为输 入时，必须先向口锁存器写“1”。
一、并行I/O口的功能结构
（四）P0口
这是由接口的特殊结构所决定的。每一个 口都包含一个锁存器，一个输出驱动器和两 个（P3口为3个）输入缓冲器。各口的结构也 P 3 有些差异，下面分别介绍。
一、并行I/O口的功能结构
1、接口结构
（一）P1口
P1口一位的结构如下图所示：
图2.15
一、并行I/O口的功能结构
1、接口结构
（一）P1口
接口结构中锁存器起输出锁存作用， 8位锁存器组成特殊功能寄存器P1，场 效应管和上拉电阻组成输出驱动器，以 增大负载能力，三态门1和三态门2分别 用于控制输入引脚和锁存器的状态。
作为I/O口应用的一个实例，下面介绍 8031单片机的最小应用系统如下图所示
二、产生接口控制信号的指令
（四）P0口
8051指令系统中能与接口打交道的指令 大体可分两类 １．一般的输入/输出指令 ２．“读－修改－写”指 令
二、产生接口控制信号的指令
１．一般的输入输出指令
（四）P0口
输入指令执行时，内部产生“读引脚”信号， 直接从口线读入，亦称“读引脚”指令。 下面是属于这种指令的各种实例：
二、产生接口控制信号的指令
（四）P0口 ２．“读－修改－写”指令 INC P2 接口锁存器加１ DEC P1 接口锁存器内容减１ DJNZ P3,LOOP 减１后不为零则跳转 还有三条虽不明显，但也属此列： MOV P1.1,C CLR P1.1 SETB P1.1 将进位位送接口的某位 清接口的某一位 接口的某一位置位
MCS-51单片机的并行接口
1.1 P0口
口结构
P0口
“读-改-写”类指令 先读端口，然后对读入的数据进行修改，最后再写回到端口 不直接读取引脚上的数据而读锁存器Q端内容，是为了消除错
读引脚电平的可能性
P0口
P0既可用作地址/数据总线，又可用作通用I/O端口 用作输出端口时，输出级为开漏电路，在驱动NMOS电路时应
例 某接口电路与单片机使用一条线传送握手信号。双方约定， 单片机先向接口发送一个1和一个0，随后接口电路向单片机回 送一个1
单片机原理与应用
单片机原理与应用
MCS-51单片机的并行接口
MCS-51单片机本身提供了4个8位的并行端口，分别记做P0、 P1、P2和P3，共有32条I/O口线
都是双向端口，每个口包含一个锁存器(即特殊功能寄存器P0、 P1、P2和P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器
端口和其中的锁存器都表示为P0、P1、P2、P3 结构不同，功能各异
1.4 P3口
口结构
P3口
作为通用I/O口使用时，工作原理与P1、P2口类似，但第二功 能输出端应保持高电平，使锁存器输出端Q内容能通过与非门
P3口的各位都具有第二功能
P3口
P3口的第二功能输入信号
P3.0——RxD，串行口数据接收 P3.2—— INT0#，外部中断0请求信号输入 P3.3—— INT1#，外部中断1请求信号输入 P3.4——T0，定时器/计数器0外部计数脉冲输入 P3.5——T1，定时器/计数器1外部计数脉冲输入
ORL ANL XRL CPL
P1, #3CH ;将P1中间4位置位
P1, #0C3H ;将P1中间4位清零
P1, #03H ;将P1最低2位取反
P1.5
;取反P1.5
MCS-51单片机并行口的结构与操作
华中科技大学光学与电子信息学院单片机（ 2015 -- 2016学年度第一学期)题目：MCS-51单片机并行端口结构与操作院系：光学与电子信息学院班级：学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期： 2015年 9月 21日MCS—51单片机并行口的结构与操作一、MCS—51单片机简介MCS—51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品,与MCS-48单片机相比，它的结构更先进,功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在,MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品,各高校及专业学校的培训教材仍与MCS—51单片机作为代表进行理论基础学习.MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品，其主要功能如下：8位CPU、4kbytes 程序存储器(ROM）、128bytes的数据存储器(RAM）、32条I/O口线、111条指令,大部分为单字节指令、21个专用寄存器、2个可编程定时/计数器、5个中断源，2个优先级、一个全双工串行通信口、外部数据存储器寻址空间为64kB、外部程序存储器寻址空间为64kB、逻辑操作位寻址功能、双列直插40PinDIP封装、单一+5V电源供电。
如图所示：1。
结构（1）中央处理单元（8位）数据处理、测试位，置位，复位位操作（2）只读存储器（4KB或8KB)永久性存储应用程序，掩模ROM、EPROM、EEPROM（3）随机存取内存（128B、128B SFR）在程序运行时存储工作变量和资料（4)并行输入/输出口(I / O)（32条）作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片（5)串行输入/输出口(2条)串行通信、扩展I / O接口芯片(6）定时/计数器(16位、加1计数）计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求，与CPU之间独立工作（7)时钟电路内振、外振。
(8)中断系统五个中断源、2级优先。
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
8051单片机通过引脚RXD和TXD进行串行通信。其串行口结构包括控制寄存器SCON和PCON，分别用于配置工作方式和波特率。串行通信可选工作方式有四种：方式0为同步移位方式，方式1、方式2和方式3为异步收发方式，不同方式下帧格式和时序有所不同。波特率是数据传送速率，可通过设置定时器T1和SMOD位来调整。在方式0下，波特率固定为fosc/12；方3的波特率则通过T1溢出率和SMOD位共同决定。此外，文档还提供了波特率设计的实例和初始化程序，帮助读者更好地理解和应用8051单片机的串行通信功能。
第7章补充习题
第7章 MCS-51的串行口一、填空1. MCS-51单片机的串行接口有种工作方式。
其中方式为多机通信方式。
2. 串行口中断标志RI/TI由置位，清零。
3. MCS-51串行接口有4种工作方式,这可在初始化程序中用软件填写特殊功能寄存器（）加以选择.4. 用串口扩并口时,串行接口工作方式应选为方式。
5. 串行通信按照数据传送方向可分为三种制式： 、 和 。
6. 波特率定义为 。
串行通信对波特率的基本要求是互相通信的甲乙双方必须具有的 波特率。
7. 多机通信时，主机向从机发送信息分地址帧和数据帧两类，以第9位可编程TB8作区分标志。
TB8=0，表示 ；TB8=1，表示 。
8. 当从机 时，只能接收主机发出的地址帧，对数据不予理睬。
9. 多机通信开始时，主机首先发送地址，各从机核对主机发送的地址与本机地址是否相符，若相符，则置 。
二、判断1. 要进行多机通信，MCS-51串行接口的工作方式应为方式1。
（）2. MCS-51的串行接口是全双工的。
（）3. MCS-51上电复位时，SBUF=00H。
（）。
三、简答1. 串行通信和并行通信有什么区别？各有什么优点？2. 什么是串行异步通信，它有哪些作用？并简述串行口接收和发送数据的过程。
3. 简述MCS-51单片机多机通信的特点。
4. 若异步通信按方式2传送，每分钟传送3000个字符，其波特率是多少？5. 什么是串行异步通信，它有哪些作用？并简述串行口接收和发送数据的过程。
6. 8051单片机四种工作方式的波特率应如何确定？7. 某异步通信接口，其帧格式由1个起始位（0），7个数据位，1个偶校验和1个停止位（1）组成。
当该接口每分钟传送1800个字符时，试计算出传送波特率。
8. 串行口工作方式在方式1和方式3时，其波特率与fosc、定时器T1工作模式2的初值及SNOD位的关系如何？设fosc=6MHz，现利用定时器T1模式2产生的波特率为110bps。
试计算定时器初值。
binbin详解第7章-串行输入输出接口电路
验位可以是“ 或 验位可以是“0”或“1”，使所发送的每个字符中（包括校验位）“1”的个数为 ，使所发送的每个字符中（包括校验位） 的个数为 奇数（称为奇校验）或偶数（称为偶校验）。 奇数（称为奇校验）或偶数（称为偶校验） 奇校验 偶校验 奇偶校验法是对一个字符校验一次，通常只用于异步通信中。 奇偶校验法是对一个字符校验一次，通常只用于异步通信中。奇偶校验 位的产生和检验，可用软件或硬件的方法实现。 位的产生和检验，可用软件或硬件的方法实现。
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
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• 电路原理图
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用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• MCS-51 单片机电路
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用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• 电路原理图 • MCS-51 单片机电路
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用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• 电路功能真值表
从真值表中可知，当 状态信息 P1.3 = L时， 若输入信息 P1.0 = L， P1.1 = L 及 P1.0 = H， P1.1 = H 时，发光二极 管 L1 亮，当状态信息 P1.3 = H 时，无论 P1.0 P1.1为何值 发光二极管 L1不亮。 P1.3 P1.0 P1.1 P1.2 L L L L L L H H L H L H L H H L H X X H
2000H
A5 P0.5 A4 P0.4 A3 P0.3 A2 P0.2 A1 P0.1 A0 P0.0 P0.6
X
X
1
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
17
通用芯片将 8 位 P0口扩展为16 位输入口
• 编程
MOV DPTR，#0000H MOVX A，@DPTR MOV DPTR，#2000H MOVX A，@DPTR ; 从 U2 输入 8 位数据 ; 从 U3 输入 8 位数据
• 共性特点（基本功能）
字节操作：均可作 8 位并行口用于输入、输出 位操作：各并行口中均可用于位控输入、输出
• 个性特点（扩展功能）
P0口 ━━ 外部扩展存储器、I/O 的 8 位数据线/ 低 8 位地址复用线 P2口 ━━ 外部扩展存储器、I/O 的高 8 位地址线 P3口 ━━ 用于特殊功能
PB0 ~ PB7
8位 B口
14位 定/计器
6位 C口
PC0 ~ PC5
20
8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 的功能
并行接口功能 • 8 位 A 端口—— PA0 ~ PA7 • 8 位 B 端口—— PB0 ~ PB7 • 6 位 C 端口—— PC0 ~ PC5 注: C 端口的应用灵活 外部存储器功能 提供 256 个字节的外部 SRAM
• A、B 端口可工作于方式 1 • C 端口中某些位为其服务
注：8255 的 A 端口可工作于方式 0、方式 1、方式 2 8155 的 A 端口可工作于方式 0、方式 1 注：各端口的工作于方式 由写入控制字确定
25
8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 工作模式定义
C 口使用灵活，不仅可单独工作于方式 0， 还可为 A、B 端口工作于方式 1 服务。 ALT1 —— C 端口为方式 0 输入，A、B端口为方式 0 ALT2 —— C 端口为方式 0 输出，A、B端口为方式 0 ALT3 —— PC0 ~ PC2 为 A 端口方式 1 服务 PC3 ~ PC5 为方式 0 输出 B 端口为方式 0 ALT4 —— PC0 ~ PC2 为 A 端口方式 1 服务 PC3 ~ PC5 为 B 端口方式 1 服务 注：8155 的工作模式由写控制字确定， A、B 端口的输入、输出方式由写控制字确定。
即：P1.3 = 0 时 P1.2 = P1.0 ⊕ P1.1
9
用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• 编程序段
LOOP1: ORL P1，#00001000B ; 置 P1.3 = H LOOP2: MOV C，P1.3 ; 查询 S3是否按下 JC LOOP2 ; 未按下( Cy = 1 )， ; 则 P1.3 = H，重查 ORL P1，#00000011B ; 置 P1.0 = H，P1.1 = H MOV E，P1.0 ; P1.0 输入位地址 E MOV F，P1.1 ; P1.1 输入位地址 F MOV C，E ACALL XOR ; C = P1.0 ⊕ P1.1 MOV P1.2，C ; C 输出到 P1.2 SJMP LOOP1
2
P0、P1、P2、P3 口作 8 位输出口
• 作输出口时有输出锁存器
• P0、P1、P2、P3 在指令中为目的寄存器
• 用 MOV 指令完成数据输出 例: MOV P0，A ；指令码 F5H、80H MOV P1，R1 ；指令码 89H、90H MOV P2，@R1 ；指令码 87H、A0H
注：指令机器码中，P0 ~ P3 为存储器。
注: 8155 比 8255 的功能更多
23
8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 与外部设备的接口功能
8 位 A 端口可作并行输入或输出 8 位 B 端口可作并行输入或输出 6 位 C 端口可作并行输入或输出
• 8155 的定时/计数器
TMGIN 计数时钟输入端 TMGOUT 定时/计数器波形输出端
22
8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 的片选控制
CE = 0 片选有效 CE = 1 片选无效 注: 若系统仅用一片 8155 可将 CE 接地，若用 多片8155 则必须译码控制。
• 8155 的功能选择控制
IO/ /M = 1 提供 A、B、C 3 个并行接口及 1 个定时/计数器 IO/ /M = 0 提供 256 个字节的外部静态 RAM
26
8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• A 端口方式 1 输入
条件 —— 8155 工作模式为 ALT3、ALT4 C 口的服务位 • PC2（/ASTB） 8155 ← 外设 外设向 8155 的 PC2 发低电平，表示已准备 好要送入 8155 的 A 端口的数据。 • PC1（ABF） 8155 → A 端口收到数据后，PC1 输出高电平，为状态信息 • PC0（AINTR） 8155 → CPU 的外部中断请求 A 端口收到数据后，PC0 输出高电平， 为中断请求信息。
0000H
A5 P0.5 A4 P0.4 A3 P0.3 A2 P0.2 A1 P0.1 A0 P0.0
X
X
0
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
• 接口芯片 U3 的端口地址
A15 P2.7 A14 P2.6 A13 P2.5 A12 P2.4 A11 P2.3 A10 P2.2 A9 P2.1 A8 P2.0 A7 P0.7 A6
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• A 端口方式 1 输出
条件 —— 8155 工作模式为 ALT3、ALT4 C 口的服务位 • PC2（/ASTB） 8155 ← 外设 当外设从 8155 的 A 端口取数据后，向 8155 的 PC2 发负脉冲，告之 8155 数据已取走。 • PC1（ABF） 8155 → 外设 当 8155 的 A 端口有新数据时，PC1 输出高 电平，告诉外设可从 A口取数据。 • PC0（AINTR） 8155 → CPU 的外部中断请求 当 PC2 从低电平变为高电平时，PC0 输出高 电平，中断请求 CPU 向 A 端口送新的数据。
• 8155 的外部 SRAM
1 字节地址访问 256 个存储单元 外部存储器用 MOVX 指令访问
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 的工作方式
工作方式 0 —— 基本输入或基本输出 A、B、C 端口均可独立工作于 方式 0 工作方式 1 —— 选通输入或选通输出
定时/计数器功能
提供 1 个 14 位定时/计数器
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 与 MCS-51 的读写连接
AD0 ~ AD7 P0.0 ~ P0.7 注: 可在 AD0 ~ AD7 上传送 8 位地址及 8 位数据 /RD（8155）← /RD（MCS-51） /WR（8155）← /WR（MCS-51） 注: P3.6、P3.7 的第二功能为 /WR、/RD ALE（8155）← ALE（MCS-51） 注: 完成 P0 口地址/数据复用线的分离控制
第八章：MCS-51 的并行接口
§8.1：MCS-51 内部 I/O 口及其应用 §8.2：MCS-51 并行 I/O 口的扩展 §8.3：并行口应用（单片机显示/键盘系统） §8.4：MCS-51 内部定时/计数器及其应用
§8.1：MCS-51 内部 I/O 口及其应用
MCS-51 单片机提供了4 个 8 位并行口，命名为 P0、P1、P2、P3，应用中即有共性，也有个性。
通用芯片将 8 位 P1口扩展为16 位输入口
• 电路原理图
用 2 片 8 位缓冲器 74LS244 扩展输入口
• 扩展原理
P3.4 作片选控制 P3.4 = 0 时 U3 有效、U2 无效 P3.4 = 1 时 U2 有效、U3 无效
12
通用芯片将 8 位 P1口扩展为16 位输入口
• 编程
SETB MOV MOV CLR MOV MOV P3.4 P1，#0FFH A，P1 P3.4 P1，#0FFH A，P1 ; 置 P3.4 = 1，U2 有效 U3 无效 ; 读数据时应先对 P1 口置 1 ; 读 U2 的 8 位输入数据 ; 置P3.4 = 0， U3 有效 U2 无效 ; 读数据时应先对 P1 口置 1 ; 读 U3 的 8 位输入数据
• 编程
CLR MOV SETB MOV P3.5 P1，A P3.5 P1，A ; 置 P3.5 = 0，U2 有效 U3 无效 ; 8 位输出数写入 U2 ; 置 P3.5 = 0，U3 有效 U2 无效 ; 8 位输出数写入 U3
注：I/O 操作用位控法，未用端口地址法
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用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• MCS-51 单片机电路
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用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• 电路原理图 • MCS-51 单片机电路
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用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• 电路功能真值表
从真值表中可知，当 状态信息 P1.3 = L时， 若输入信息 P1.0 = L， P1.1 = L 及 P1.0 = H， P1.1 = H 时，发光二极 管 L1 亮，当状态信息 P1.3 = H 时，无论 P1.0 P1.1为何值 发光二极管 L1不亮。 P1.3 P1.0 P1.1 P1.2 L L L L L L H H L H L H L H H L H X X H
2000H
A5 P0.5 A4 P0.4 A3 P0.3 A2 P0.2 A1 P0.1 A0 P0.0 P0.6
X
X
1
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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通用芯片将 8 位 P0口扩展为16 位输入口
• 编程
MOV DPTR，#0000H MOVX A，@DPTR MOV DPTR，#2000H MOVX A，@DPTR ; 从 U2 输入 8 位数据 ; 从 U3 输入 8 位数据
• 共性特点（基本功能）
字节操作：均可作 8 位并行口用于输入、输出 位操作：各并行口中均可用于位控输入、输出
• 个性特点（扩展功能）
P0口 ━━ 外部扩展存储器、I/O 的 8 位数据线/ 低 8 位地址复用线 P2口 ━━ 外部扩展存储器、I/O 的高 8 位地址线 P3口 ━━ 用于特殊功能
PB0 ~ PB7
8位 B口
14位 定/计器
6位 C口
PC0 ~ PC5
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 的功能
并行接口功能 • 8 位 A 端口—— PA0 ~ PA7 • 8 位 B 端口—— PB0 ~ PB7 • 6 位 C 端口—— PC0 ~ PC5 注: C 端口的应用灵活 外部存储器功能 提供 256 个字节的外部 SRAM
• A、B 端口可工作于方式 1 • C 端口中某些位为其服务
注：8255 的 A 端口可工作于方式 0、方式 1、方式 2 8155 的 A 端口可工作于方式 0、方式 1 注：各端口的工作于方式 由写入控制字确定
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 工作模式定义
C 口使用灵活，不仅可单独工作于方式 0， 还可为 A、B 端口工作于方式 1 服务。 ALT1 —— C 端口为方式 0 输入，A、B端口为方式 0 ALT2 —— C 端口为方式 0 输出，A、B端口为方式 0 ALT3 —— PC0 ~ PC2 为 A 端口方式 1 服务 PC3 ~ PC5 为方式 0 输出 B 端口为方式 0 ALT4 —— PC0 ~ PC2 为 A 端口方式 1 服务 PC3 ~ PC5 为 B 端口方式 1 服务 注：8155 的工作模式由写控制字确定， A、B 端口的输入、输出方式由写控制字确定。
即：P1.3 = 0 时 P1.2 = P1.0 ⊕ P1.1
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用 MCS-51 单片机实现数字逻辑电路
• 编程序段
LOOP1: ORL P1，#00001000B ; 置 P1.3 = H LOOP2: MOV C，P1.3 ; 查询 S3是否按下 JC LOOP2 ; 未按下( Cy = 1 )， ; 则 P1.3 = H，重查 ORL P1，#00000011B ; 置 P1.0 = H，P1.1 = H MOV E，P1.0 ; P1.0 输入位地址 E MOV F，P1.1 ; P1.1 输入位地址 F MOV C，E ACALL XOR ; C = P1.0 ⊕ P1.1 MOV P1.2，C ; C 输出到 P1.2 SJMP LOOP1
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P0、P1、P2、P3 口作 8 位输出口
• 作输出口时有输出锁存器
• P0、P1、P2、P3 在指令中为目的寄存器
• 用 MOV 指令完成数据输出 例: MOV P0，A ；指令码 F5H、80H MOV P1，R1 ；指令码 89H、90H MOV P2，@R1 ；指令码 87H、A0H
注：指令机器码中，P0 ~ P3 为存储器。
注: 8155 比 8255 的功能更多
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 与外部设备的接口功能
8 位 A 端口可作并行输入或输出 8 位 B 端口可作并行输入或输出 6 位 C 端口可作并行输入或输出
• 8155 的定时/计数器
TMGIN 计数时钟输入端 TMGOUT 定时/计数器波形输出端
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 的片选控制
CE = 0 片选有效 CE = 1 片选无效 注: 若系统仅用一片 8155 可将 CE 接地，若用 多片8155 则必须译码控制。
• 8155 的功能选择控制
IO/ /M = 1 提供 A、B、C 3 个并行接口及 1 个定时/计数器 IO/ /M = 0 提供 256 个字节的外部静态 RAM
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• A 端口方式 1 输入
条件 —— 8155 工作模式为 ALT3、ALT4 C 口的服务位 • PC2（/ASTB） 8155 ← 外设 外设向 8155 的 PC2 发低电平，表示已准备 好要送入 8155 的 A 端口的数据。 • PC1（ABF） 8155 → A 端口收到数据后，PC1 输出高电平，为状态信息 • PC0（AINTR） 8155 → CPU 的外部中断请求 A 端口收到数据后，PC0 输出高电平， 为中断请求信息。
0000H
A5 P0.5 A4 P0.4 A3 P0.3 A2 P0.2 A1 P0.1 A0 P0.0
X
X
0
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
• 接口芯片 U3 的端口地址
A15 P2.7 A14 P2.6 A13 P2.5 A12 P2.4 A11 P2.3 A10 P2.2 A9 P2.1 A8 P2.0 A7 P0.7 A6
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• A 端口方式 1 输出
条件 —— 8155 工作模式为 ALT3、ALT4 C 口的服务位 • PC2（/ASTB） 8155 ← 外设 当外设从 8155 的 A 端口取数据后，向 8155 的 PC2 发负脉冲，告之 8155 数据已取走。 • PC1（ABF） 8155 → 外设 当 8155 的 A 端口有新数据时，PC1 输出高 电平，告诉外设可从 A口取数据。 • PC0（AINTR） 8155 → CPU 的外部中断请求 当 PC2 从低电平变为高电平时，PC0 输出高 电平，中断请求 CPU 向 A 端口送新的数据。
• 8155 的外部 SRAM
1 字节地址访问 256 个存储单元 外部存储器用 MOVX 指令访问
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 的工作方式
工作方式 0 —— 基本输入或基本输出 A、B、C 端口均可独立工作于 方式 0 工作方式 1 —— 选通输入或选通输出
定时/计数器功能
提供 1 个 14 位定时/计数器
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8155 通用接口芯片扩展 I/O 口
• 8155 与 MCS-51 的读写连接
AD0 ~ AD7 P0.0 ~ P0.7 注: 可在 AD0 ~ AD7 上传送 8 位地址及 8 位数据 /RD（8155）← /RD（MCS-51） /WR（8155）← /WR（MCS-51） 注: P3.6、P3.7 的第二功能为 /WR、/RD ALE（8155）← ALE（MCS-51） 注: 完成 P0 口地址/数据复用线的分离控制
第八章：MCS-51 的并行接口
§8.1：MCS-51 内部 I/O 口及其应用 §8.2：MCS-51 并行 I/O 口的扩展 §8.3：并行口应用（单片机显示/键盘系统） §8.4：MCS-51 内部定时/计数器及其应用
§8.1：MCS-51 内部 I/O 口及其应用
MCS-51 单片机提供了4 个 8 位并行口，命名为 P0、P1、P2、P3，应用中即有共性，也有个性。
通用芯片将 8 位 P1口扩展为16 位输入口
• 电路原理图
用 2 片 8 位缓冲器 74LS244 扩展输入口
• 扩展原理
P3.4 作片选控制 P3.4 = 0 时 U3 有效、U2 无效 P3.4 = 1 时 U2 有效、U3 无效
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通用芯片将 8 位 P1口扩展为16 位输入口
• 编程
SETB MOV MOV CLR MOV MOV P3.4 P1，#0FFH A，P1 P3.4 P1，#0FFH A，P1 ; 置 P3.4 = 1，U2 有效 U3 无效 ; 读数据时应先对 P1 口置 1 ; 读 U2 的 8 位输入数据 ; 置P3.4 = 0， U3 有效 U2 无效 ; 读数据时应先对 P1 口置 1 ; 读 U3 的 8 位输入数据
• 编程
CLR MOV SETB MOV P3.5 P1，A P3.5 P1，A ; 置 P3.5 = 0，U2 有效 U3 无效 ; 8 位输出数写入 U2 ; 置 P3.5 = 0，U3 有效 U2 无效 ; 8 位输出数写入 U3
注：I/O 操作用位控法，未用端口地址法