第七章8051常用扩展资源编程

Chap5 8051扩展资源(ADC0809)的C编程

vO I IR

f
实现I/V转换，输出为负的，如何输出正的？Vref=-5V
DAC0832典型应用
Rf
利用虚短和虚断得
vN vP 0
R1 vI
vN vP R2
A + vO
vI vN R1

vN vO Rf
电压并联负反馈
vI
vO
Rf R1
输出与输入反相
DAC0832电路设计
ADC0809
• 8位A/D转换器（28PIN）
• IN0－IN7：8个模拟通道输入端。 • ADDC、ADDB、 ADDA：通道地址线（000～111对应了8个通道） • ALE：地址锁存允许信号。 • START：启动转换信号。 • EOC：转换结束信号。 • OE：输出允许信号（允许读）。 • CLK：外部时钟脉冲输入端，典型值640K。 • VREF(+) 、VREF(-)：参考电压输入端。 • Vcc：＋5V电源。 • GND：地。
AD574的引脚
• DB0-DB11：12位数据输出线，带三态控制。 • STATUS：工作状态指示位， STATUS=l时转换正在进行； STATUS=0时转换结束。 • CE：芯片允许工作控制。 • CS：片选信号。 • R／C：读或启动转换控制。R／C=1时读选通，R／C=0时启动转换。 • A0：A0=0期间输出高8位，A0=1期间输出低 4位。在启动时，若A0=0作12位转换；A0=1 作8位转换。 • 12／8：用于控制数据格式，12／8接+5V时， 12位并行输出有效；接地时，输出为8位接口，这时12位数据分两次输出。 • Ref_IN，Ref_OUT：用作增益满刻度校准。 • BPLRof：补偿输入，用作零点校正。 • AG，DG：模拟地、数字地。

第7章单片机的系统扩展

第七章单片机的系统扩展
74LS138是”3-8”译码器，具有3个选择输入端，可组成8种输入状态。8个输出端，分别对应8种输入状态中的1种，0电平有效。
第七章单片机的系统扩展
第七章单片机的系统扩展
7.2 数据存储器的扩展
MCS-51单片机内部有128B的RAM存储空间。
内部RAM通常作为工作寄存器、堆栈、软件标志和数据缓冲区。
第七章单片机的系统扩展
2864有四种工作方式，如表7-2所示。
第七章单片机的系统扩展
7.1.3 程序存储器的扩展方法
1. 总线的连接与时序
第七章单片机的系统扩展
图7-5为MCS-51单片机程序存储器的操作时序。
第七章单片机的系统扩展
2.单片程序存储器的扩展
第七章单片机的系统扩展
3.多片程序存储器的扩展
第七章单片机的系统扩展
8255A的控制字
（1）工作方式控制字
第七章单片机的系统扩展
（2）置位／复位控制字
第七章单片机的系统扩展
例如，若将07H写入控制字功能：PC3置位
若将08H写入控制字
功能：PC4复位
【例】要求A口工作在方式0输入，B口为方式1输出， C口高4位PC7~PC4为输入，C口低4位PC3~PC0为输出。设8255控制器地址为FFFDH MOV DPTR, ＃0FFFDH
第七章单片机的系统扩展
第七章单片机的系统扩展
2. 8255A芯片的控制字及其工作方式
方式0——基本输入/输出方式。方式1——选通输入/输出方式。方式2 ——双向传送方式。
端口A可工作于方式0、1、2，端口 B只可工作于方式0、1，端口C只可工作于方式0。

8051 扩展资源的C 编程

• 6.2.2 8255 的命令字和工作方式
• 8255 有两个命令字：工作方式选择控制字和C 口置位/复位命令字。它们的编程状态决定8255 各端口的工作方式。这两个命令字占用同一地址，由各自的标识位区别。
• 1. 工作方式选择控制字 • 8255 有三种工作方式选择：方式0、方式1 和方式2。具体的方式选
控制口地址为8003H。
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6.2 可编程外围并行接口8255
• 6.2.1 8255 芯片的内部结构与引脚
• 8255 的内部结构如图6.4 所示。 • 8255 具有三个8 位并行口PA、PB、PC，通过编程为输入 • 或输出端口，其中C 口还可以编程为两个4 位端口。三个端口的特点
有所不同：A 口输入、输出都带锁存，B 口和C 口输出有锁存，输入无锁存。内部控制电路分为两组，A 组控制端口A 和端口C 的高4位； B 组控制端口B 和端口C 的低4 位。控制电路包括了命令字寄存器，用来存放工作方式控制字。8255 的引脚如图6.5 所示。
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SEIRI SEITON SEIKETSU
SEISO
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SHITSUKE
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维持6S成果，保持环境清洁
自己的区域自己负责清扫
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严守规定、团队精神、文明礼仪
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6.2 可编程外围并行接口8255
• 在方式1 中，若要改变A 口或B 口的输入或输出方式，需要对工作方式命令字重新编程。
• 方式2 则不需要改写方式命令字，仅由不同的联络信号控制。方式1 和方式2 把C 口作为联络信号。

第7章单片机系统的并行扩展

单片机最小系统，是指一个可用的最小配置系统。根据片内有无程序存储器，MCS-51单片机最小系统分两种情况，若单片机内部程序存储器资源已能满足系统需要，则增加晶振及复位电路直接构成最小系统。 7.1.1 8051/8052的最小系统
8051/8052片内有4K（8052有8K）ROM/EPROM，因此，仅需要外接晶振和复位电路就可构成最小系统。8051/8052的最小系统如图7-1所示。
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3．典型3-8译码器74LS138 74LS138译码器是一种常用的地址译码器芯片，其引脚如图74所示，其中，、、、、、、、为8个输出端，C、B、A为译码输入端，其8种逻辑组合选通各输出端。G1、、为控制端，只有当G1为“1”，且、均为“0”时，译码器才能译码输出。否则译码器的8个输出端全为高阻状态。74LS138译码器控制端、译码输入端与输出端之间的译码关系如表7-2所示。
图7-4 74LS138译码器引脚
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表7-2 74LS138译码器真值表
4．并行扩展地址译码的应用【例7-1】 80C51单片机采用线选法扩展RAM和I/O接口，电路如图7-5所示，单片机扩展1片RAM芯片6116（存储容量为 2KB），扩展I/O接口82C55、8155、DAC0832和定时/计数器 8253等各1片。扩展外围芯片除了片选端外，还有片内地址，18
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第7 章单片机系统的并行扩展 MCS-51系列单片机虽具有很强的功能，但片内驻留的程
序存储器容量、数据存储器的容量、并行I/O口等是有限的，在不能满足应用系统需要时，需要进行系统扩展。系统扩展分为并行扩展和串行扩展，本章介绍应用系统的并行扩展，第11章介绍串行扩展。 7.1 MCS-51单片机的最小系统
（3）扩展芯片的选择：由高位地址实现，扩展芯片片选端连接方式有线选法和译码法。

《单片机原理与应用及上机指导》第7章：80C51单片机系统扩展

表7.4 常用SRAM芯片的主要性能

表7.6 80C51与6264的线路连接

7.2 并行I/O扩展

MCS-51系列单片机共有4个并行I/O口，分别是P0、P1、 P2和P3。其中P0口一般作地址线的低8位和数据线使用； P2口作地址线的高8位使用；P3口是一个双功能口，其第二功能是一些很重要的控制信号，所以P3一般使用其第二功能。这样供用户使用的I/O口就只剩下P1口了。另外，这些I/O口没有状态寄存和命令寄存的功能，所以难以满足复杂的I/O操作要求。因此，在大部分MCS-5l单片机应用系统的设计中都不可避免地要进行I/O口的扩展。 7.2.1 并行I/O扩展原理 7.2.2 常用的并行I/O扩展芯片

线选法

若系统只扩展少量的RAM和I/O口芯片，可采用线选法。线选法是把单片机高位地址分别与要扩展芯片的片选端相连，控制选择各条线的电路以达到选片目的，其优点是接线简单，适用于扩展芯片较少的场合，缺点是芯片的地址不连续，地址空间的利用率低。
图7.7 片外RAM的读时序

图7.8 片外RAM的写时序

4．数据存储器芯片及扩展电路

(1) 数据存储器数据存储器扩展常使用随机存储器芯片，用得较多的是 Intel公司的6116(容量为2KB)和6264(容量为8KB)，其性能如表7.4所示。 (2) 数据存储器扩展电路 80C51与6264的连接如表7.6所示。

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唯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，全地址译码法是单片机应用系统设计中经常采用的方法。

8051单片机系统扩展

8155的端口地址编码为：
命令/状态寄存器地址：7F00H, 片内RAM字节地址： 7E00H～7EFFH, PA口地址：7F01H, PB口地址：7F02H, PC口地址：7F03H, 定时计数器低位地址： 7F04H，定时计数器高位地址： 7F05H。
（2） 8155初始化
若要求8155的PA、PB作为基本输出口，PC作为基本输入口，不允许中断，不启动定时计数器，则命令字为 03H，初始化编程下：
1 1 1 1 1 1 ×× 由此可得8255的地址范围为：BFFCH～BFFFH。
0832的地址：高8位地址变化范围： P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
0 1 1 1 1 11 1 低8位地址变化范围： P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
在8051单片机外部扩展8K字节程序存储器2764的连接图
数据存储器扩展
在8051单片机外部扩展一片8K字节数据存储器6264的连接图
系统扩展选址方法
1、线选法：利用单片机的一根空闲高位地址线(通常采用P2的某根口线)选中一个外部扩展I/O端口芯片，若要选中某个芯片工作，将对应芯片的片选信号端设为低电平，其它未被选中芯片的片选信号端设为高电平，从而保证只选中指定的芯片工作。优点：不需要地址译码器，可以节省器件，减小
1 1 1 1 1 1 11 由此可得0832的地址为：7FFFH。
2、地址译码法
对于容量较大的存储器或I/O端口较多的单片机应用系统进行外部扩展，当芯片所需要的片选信号多于可利用的高位地址线时，就需要采用地址译码法。地址译码法必须采用地址译码器，常用的地址译码器有3-8译码器 74LS138、双2-4译码器74LS139等。

单片机及应用_第七章_80c51单片机并行io扩展8

7.2.3 8255的编程内容 3. 初始化编程初始化的内容就是向控制字寄存器写入命令。
例如，若对8255各口作如下设置： A口方式0输入， B口方式1输出，C口高位部分为输出低位部分为输入。设控制寄存器地址为8003H。按各口的设置要求，工作方式命令字为10010101，即95H。则初始化程序段应为：
3. 方式2（双向数据传送方式）
方式2是在方式1的基础上加上双向传送功能，只有A口才能选择这种工作方式，这时A口既能输入数据又能输出数据。如果把A口置于方式2下，则 B口只能工作于方式0。方式2适用于查询或中断方式的双向数据传送。在这种方式下需使用C口的5 位口线作控制线。
8255方式2的逻辑组态关系图
7.1.5 I/O接口和数据存储器的比较 3、与单片机的连接信号 I/O接口 * * * 数据存储器 * * *
选择存储单元
数据总线读写控制信号片选片内地址选择I/O端口
7.1 单片机I/O扩展基础知识 7.1.6 小结
1. I/O接口电路的功能：
① ② ③ ④ ⑤ 速度协调输出数据锁存数据总线隔离数据转换增强驱动能力
7.2.1 8255的硬件逻辑结构 3. 控制逻辑电路 ① A组和 B组控制电路：包括一个8位控制寄存器及其相关的控制电路，用于存放编程命令和实现各口操作控制。 ② 中断控制电路：对应A、B两个口各有一个中断触发器，用于对中断的允许和禁止进行控制。置位为允许，复位为禁止。对两个触发器的置位和复位控制通过口C的有关位进行。
7.2 可编程并行接口芯片8255
7.2.2 8255工作方式
1. 方式0（基本输入/输出方式）
方式0适用于无条件数据传送。两个8位口（A口和B口）和两个4位口（C口高位部分和C口低位部分）都可以分别或同时设置为方式0。

单片机原理与接口技术第7章80c51系统的扩展

3. 线选法（利用系统的某一条地址线作为芯片的片选信号。）例7-4 分析图7-8中的译码方法，写出各存储器芯片 SRAM6264占用的地址范围。
7.3 外部程序存储器的扩展
例7-5 图7-10所示的电路为80C51扩展的外部存储器，用作为EPROM的读出允许信号，分析该电路，写出该系统的程序存储器容量及地址范围。
2.方式1输入
方式1输出
例7-11 若打印数据已存在内RAM 30H为首址的数据区，长度20，试编制 8255A工作于方式l时的打印程序。
分析：8255A的B口工作于方式1输出中断方式时，方式控制字为 84H。根据产生中断条件，应先置PC2（INTEB）为1，因此C口位控字为05H。
3. 方式2
第7章
80C51系统的扩展
【学习目标】
1.理解单片机的系统总线； 2.理解3种译码方法； 3.理解外部ROM、RAM的扩展； 4.理解74系列芯片I/O扩展； 5.理解可编程8255A、8155的扩展；
【重点内容】
1.掌握全译码方法； 2.掌握外部数据存储器和程序存储器的扩展方法； 3.掌握74系列芯片I/O接口扩展； 4.掌握8255A可编程接口的扩展； 5.掌握8155可编程接口的扩展。
7.1 单片机系统总线的形成
1. 单片机最小应用系统？
2.单片机的扩展应用系统？
7.2 外部数据存储器的扩展
T
1. 全译码（全部的高位地址信号作为译码电路的输入信号进行译码）例7-1 利用全译码为80C51扩展16 KB的外部数据存储器，存储器芯片选用SRAM6264，要求外部数据存储器占用从 0000H开始的连续地址空间。
1. 方式0
A口7FFCH、B口7FFDH、 C口7FFEH、控制口7FFFH。