单片机IO口键盘扩展方法
IO接口的扩展方法
方式 2: 双向传送方式。 只有A口有方式 2, 此时, A口为8位双向传送数据口, C
口的高5位PC7-PC3用来作为指定A口输入/输出的控制联络线。
高4位 A口
1 :输 入
0 :输 出 1 :输 入
1 *:模 式2 1 :方 式 标 志
0 10 PC2 0 11 PC3 1 00 PC4
1 01 PC5
0 :位 操 作
(
a) 0
0 :模
式0
方 式 选 择 0 1:模 式1
1 *:模 式2
1 10 (b )P C6 1 11 PC7
思考：如何把这两个0控:位 操制作 字写入8255A？
＋ 5V
P 0.2 P 0.3 P 0.4
P 0.5 P 0.6
D2 D3 D4 D5 D6
74 L S273
Q2 LED2
Q3 LED3 Q4 LED4 Q5 LED5 Q6 LED6
LED7
P 0.7
D7
Q7
CP
CLR
8 03 1
WR P 2.0 RD
≥1
≥1
Q0
D0
Q1
D1
S0 S1
74 L S244
具有3个8位并行I/O口, 称为PA口、
PB口和PC口。通过控制字设定可以
选择三种工作方式:
① 基本输入/输出;
E
② 选通输入/输出;
③ PA口为双向总线。
8255的三个端口具体工作在什 么方式下，是通过CPU对控制口的 写入控制字来决定的。
IO接口的扩展方法
P2.7 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 /WR
8051
OE D7 Q7 D6 Q6 D5 Q5 D4 Q4 D3 Q3 D2 Q2 D1 Q1 D0 Q0 G
74LS373
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
输出Байду номын сангаас备
程序如下： MOV DPTR, #7FFFH MOV A, 60H MOVX @DPTR, A
C口置位/复位控制字
D7 × × × D3 D2 D1 D0 0: 复位 1: 置位 位选择 0 00 0 01 0: 复位 1: 置位 位选择 0 00 0 01 PC0 PC1 0 10 0 11 1 00 1 01 1 10 1 11 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7
例：如图上页所示，假设8255A芯片的PA接一组8只状态指示灯，PB接一组
8个开关，现须将开关闭合的状态输入到片内60H单元保存，将70H单元的内 容送状态指示灯显示，并置位PC7引脚，编写相应程序。
解：根据题意，设置8255A的A口方式0输出，B口方式0输入，C口高四位输
出 ， 则 8255A 的 方 式 字 为 82H （ 10000010B ） ， C 口 置 位 / 复 位 字 为 0FH （ 00001111B）， 8255A的方式字及置位 /复位控制字地址为 7FFFH。初始化 过程及输入/输出的程序如下：
方式 1: 选通输入/输出方式。 共有3口, 被分为两组。A组包括A口和PC7-PC4, A口可由 编程设定为输入或输出, PC7-PC4作为输入/输出操作的选通信 号和应答信号。B组包括B口和PC3-PC0, 这时C口作为 8255A和 外设或CPU之间传送某些状态信息及中断请求信号。 方式 2: 双向传送方式。 只有A口有方式 2, 此时, A口为8位双向传送数据口, C
单片机数字输入输出接口扩展设计方法
单片机数字输入输出接口扩展设计方法单片机作为一种常见的微控制器，其数字输入输出接口的扩展设计方法是我们在电子工程领域中经常遇到的任务之一。
在本文中，我们将讨论单片机数字输入输出接口的扩展设计方法，并探讨其中的原理和应用。
在单片机系统中，数字输入输出（I/O）接口在连接外围设备时起着至关重要的作用。
通过扩展数字 I/O 接口可以为单片机系统提供更多的输入输出通道，从而提高系统的功能和性能。
下面将介绍几种常见的单片机数字 I/O 接口扩展设计方法。
1. 并行输入输出接口扩展并行输入输出接口扩展是最常见和直接的扩展方法之一。
通常，单片机的内部I/O口数量有限，无法满足一些复杂的应用需求。
通过使用外部并行输入输出扩展芯片，可以将单片机的I/O口扩展到更多的通道，同时保持高速数据传输。
这种方法可以使用注册器和开关阵列来实现数据的输入和输出。
2. 串行输入输出接口扩展串行输入输出接口扩展是一种节省外部引脚数量的方法。
使用串行输入输出扩展器，可以通过仅使用几个引脚实现多个输入输出通道。
这种方法适用于具有较多外设设备且外围设备数量有限的应用场景。
通过串行接口（如SPI或I2C）与扩展器通信，可以实现高效的数据传输和控制。
3. 矩阵键盘扩展矩阵键盘扩展是一种常见的数字输入接口扩展方法。
很多应用中，需要通过键盘输入数据或控制系统。
通过矩阵键盘的使用，可以大大减少所需的引脚数量。
通过编程方法可以实现键盘按键的扫描和解码，从而获取用户输入的数据或控制信号。
4. 脉冲编码调制（PCM）接口扩展脉冲编码调制是一种常见的数字输出接口扩展方法。
它通过对数字信号进行脉冲编码，将数字信号转换为脉冲信号输出。
这种方法适用于需要输出多个连续的数字信号的应用，如驱动器或步进电机控制。
通过适当的电路设计和编程，可以实现高效的数字信号输出。
5. PWM（脉冲宽度调制）接口扩展PWM接口扩展是一种常用的数字输出接口扩展方法。
PWM技术通过改变信号的脉冲宽度来实现模拟信号输出。
单片机io口扩展技术详解
单片机io口扩展技术详解
单片机如何扩展IO口？
首先我们先讲讲为什幺要扩展IO口。
在我们使用51单片机的时候，有时候会出现IO口不够用的情况。
比如键盘！这个时候IO口的资源就十分有限了。
按键是我们常用的器件，做某些东西的时候又不能缺少按键。
如果一个按键对应一个IO口，那幺可想而知，按键所占的IO口的数量是很大的。
单片机IO口的资源是有限的，因此我们要采取一些方法来扩展单片机的IO 口，控制按键所占的单片机IO口。
下面有几种方法可以扩展单片机的IO口：
1. 通过数据缓存器、锁存器来扩展单片机IO口。
这里采用74HC164来扩展单片机IO口。
I-O接口扩展电路的设计
单片机原理及应用
I/O接口扩展电路的设计
知识能力：熟悉I/O接口的基本特点，了解8255A 芯片结构及编程方法。
技能能力：掌握I/O接口扩展的硬件设计方法、软件程序设计能力和调 试排错能力。
社会能力：训练学生工程意识和良好的劳动纪律观念，培养学生认真做 事、用心做事的态度 。
2. 8255AA的引脚功能介绍
知识能力
1.2 MCS-51对可编程并行I/O芯片8255AA的扩展
表5-6 8255AA 的操作功能表
知识能力
1.2 MCS-51对可编程并行I/O芯片8255AA的扩展
3. 8255AA的工作方式
图5-21 选通输入时的联络应答信号
知识能力
1.2 MCS-51对可编程并行I/O芯片8255AA的扩展
技能能力
图5-27 8255A I/O 扩展
技能能力
4)程序范例： 功能：PB作为输入口检测按键的状态，并把从PB口读入的数据输出到PA口。
ORG 00H MAIN: ACALL DELAY
MOV DPTR,#7003H MOV A,#82H MOVX @DPTR,A LOOP: MOV DPTR,#7001H MOVX A,@DPTR MOV DPTR,#7000H MOVX @DPTR,A SJMP LOOP DELAY: MOV R1,#00H DLP: MOV R2,#50H DJNZ R2,$ DJNZ R1,DLP RET END
3. 并行I/O口的扩展方法
知识能力
图5-17 用74LS165扩展1位并行输入口
3. 并行I/O口的扩展方法
知识能力
图5-18 用74LS164扩展1位并行输入口
单片机并行I-O口的扩展方法
单片机并行I/O口的扩展方法摘要：由于在MCS-51单片机开发中P0口经常作为地址/数据复用总线使用，P2口作为高8位地址线使用，P3口用作第二功能(定时计数器、中断等)使用，所以对于51单片机的4个I/O口，其可以作为基本并行输入/输出口使用的只有P1口。
因此在单片机的开发中，对于并行I/O口的扩展十分重要，主要分析3种扩展并行I/O口的方法。
关键词： MCS-51单片机; 并行I/O口; 扩展MCS-51单片机有4个并行的I/O口，分别为P0口、P1口、P2口和P3口，4个并行I/O 口在单片机的使用中非常重要，可以说对单片机的使用就是对这4个口的使用。
这4个并行I/O口除了作为基本的并行I/O口使用，还常作为其他功能使用，如P0口经常作为地址/数据复用总线使用[1]， P2口作为高8位地址线使用，P3口用作第二功能(定时计数器、中断等等)使用。
这样，单片机只有P1口作为基本的并行I/O口使用，如果在单片机的使用中对并行I/O口需求较多，对于并行I/O口的扩展就非常重要了。
下面通过具体的实例(8位流水灯设计)来给出几种不同的并行I/O口扩展方法。
为了更好地说明以下几种不同的并行I/O口扩展方法，假设利用单片机实现流水灯的设计。
采用单片机的P1口设计流水灯，电路。
由图1可知，8只LED直接连接在单片机的P1口上，通过对单片机进行编程即可以实现8只发光二极管产生流水灯。
1 使用单片机的串行口扩展并行I/O口单片机有一个全双工的串行口[2]，这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为移位寄存器使用。
当单片机的串行口工作在模式0时，若外接一个串入/并出的移位寄存器(74LS164)，就可以扩展一个8 bit并行输出口；若外接一个并入/串出的移位寄存器(74LS165)，就可以扩展一个8 bit并行输入口。
，单片机外接一个串入/并出的移位寄存器(74LS164)，这样就可以扩展8 bit并行输出口。
单片机按键连接方法
单片机按键连接方法总结单片机在各种领域运用相当广泛，而作为人机交流的按键设计也有很多种。
不同的设计方法，有着不同的优缺点。
而又由于单片机I/O资源有限，如何用最少的I/O口扩展更多的按键是我所研究的问题。
接下来我给大家展示几种自己觉得比较好的按键扩展方案，大家可以在以后的单片机电路设计中灵活运用。
1）、第一种是最为常见的，也就是一个I/O口对应一个按钮开关。
这种方案是一对一的，一个I/O口对应一个按键。
这里P00到P04，都外接了一个上拉电阻，在没有开关按下的时候，是高电平，一旦有按键按下，就被拉成低电平。
这种方案优点是电路简单可靠，程序设计也很简单。
缺点是占用I/O资源多。
如果单片机资源够多，不紧缺，推荐使用这种方案。
2）、第二种方案也比较常见，但是比第一种的资源利用率要高，硬件电路也不复杂。
这是一种矩阵式键盘，用8个I/O控制了16个按钮开关，优点显而易见。
当然这种电路的程序设计相对也还是很简单的。
由P00到P03循环输出低电平，然后检测P04到P07的状态。
比方说这里P00到P03口输出1000，然后检测P04到P07，如果P04为1则说明按下的键为s1，如果P05为1则说明按下的是s2等等。
为了电路的可靠，也可以和第一种方案一样加上上拉电阻。
3）、第三种是我自己搞的一种方案，可以使用4个I/O控制8个按键，电路多了一些二极管，稍微复杂了一点。
这个电路的原理很简单，就是利用二极管的单向导电性。
也是和上面的方案一样，程序需要采用轮训的方法。
比方说，先置P00到P03都为低电平，然后把P00置为高电平，接着查询P02和P03的状态，如果P02为高则说明按下的是s5，若P03为高则说明按下的是s6，然后再让P00为低，P01为高，同样检测P02和P03的状态。
接下来分别让P02和P03为高，其他为低，分别检测P00和P01的状态，然后再做判断。
这种方案的程序其实也不难。
4）这是我在一本书上看到的，感觉设计的非常巧妙，同样它也用到了二极管，不过比我的上一种方案的I/O利用率更高，他用4个I/O口控制了12个按键。
IO接口的扩展
6.4 I/O接口的扩展MCS-51系列单片机共有四个8位并行I/O口。
由于国内普遍采用内部无ROM型单片机，因而P0口和P2口主要用于地址和数据总线，P3口大部分用作第二变异功能（控制信号），真正提供给用户使用的只有P1口及P2口和P3口的某些位。
所以，在许多场合就感到满足不了要求。
而单片机在结构上为外部扩展并行I/O口提供了方便。
实际应用中，I/O口扩展总是为了实现某一测控及管理功能而进行的，如联结键盘、显示器、驱动开关控制、开关量监测等。
按MCS-51的结构，扩展的I/O口采取与外部RAM统一编址，即两者合用64K地址空间。
因此，CPU可以像访问外部RAM那样访问外部I/O口，对I/O口进行输入/输出操作。
I/O口扩展用芯片主要有通用可编程I/O芯片和TTL、CMOS锁存器、缓冲器电路芯片两大类。
通用可编程I/O扩展芯片有Intel公司的8155，8255，8243，8279等。
I/O口扩展用74LSTTL芯片有：74LS373，377，244，273，367等。
另外还可以利用MCS-51单片机的串行口来扩展较多数量的并行输入或输出口。
这种扩展方法所用的移位寄存器芯片有扩展输出口的74LS164和扩展输入口的74LS165。
实际应用中，要根据芯片的特点及输入、输出量的特征选择芯片。
一、简单的I/O接口扩展在单片机应用系统中，经常采用TTL电路或CMOS电路锁存器、三态门电路作为I/O 口扩展芯片。
这种I/O口一般都是通过P0口扩展，不占用单片机的I/O口资源，只需一根地址线作片选线用。
这种方法具有电路简单、成本低、配置灵活方便等特点。
图6-14是采用74LS244作扩展输入，74LS273作扩展输出的简单I/O接口扩展电路。
图6-14 简单I/O接口扩展电路图中P0口为双向数据总线，既能从74LS244输入数据，又能将数据送给74LS273输出。
输入控制信号由P2.7和RD相或而成，当二者同时输出为0电平时，或门输出为0，选通74LS244，使外部信息进入到总线。
IO接口电路及其扩展
；写控制字
LD:
；最左边灯亮 ；指向B口 ；取显示数据
；查数据编码 ；写B口 ；延时
39
MB DB DB DB DB DB DB DB MOV MOV DJNZ DJNZ
A， R3
A R3， A LD 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH R7， #02H R6， #FFH R6， LOOP R7， DELAY
6
+5V
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 1Y5 1Y6 1Y7 1Y8 1G 2G 7 4 L S 2 4 4 1A1 1A2 1A3 1A4 1A5 1A6 1A7 1A8
MCS-51
P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 RD WR
MOV DPTR, #0FEFFH MOVX A,@DPTR ;确定扩展芯片地址 ;将扩展输入口内容读入累加器A
当与74LS244相连的按键都没有按下时，输入全为 8 1，若按下某键，则所在线输入为0。
典型芯片—74LS245
9
图13-3 74LS244构成的简单输入端口（b)
10
13.1.3 简单的并行口输出
CS：片选信号线，低电平有效。
RD：读信号，控制8255A将数据或状 态信息送给CPU。 WR：写信号，控制CPU将数据或控制 信息到8255A。
A1，A2：地址线，这两个引脚上的信 号组合绝对对8255A内部的哪一个口或 寄存器进行操作。
22
8255的操作表
表13-1 8255的操作
/CS 0 0 0 0 A1 A0 00 01 10 11 WR 0 0 0 0 RD 1 1 1 1 操作 总线=>端口A 总线=>端口B 总线=>端口C 总线=>命令控制字
第一章 单片机IO接口的扩展---8255
单片机对外设的控制方式
（1）程序查询方式
这种方式下，CPU通过I/O指令询问指定 外设当前的状态，如果外设准备就绪，则进行 数据的输入或输出，否则CPU等待，循环查询。
这种方式的优点是结构简单，只需要少 量的硬件电路即可，缺点是由于CPU的速度远 远高于外设，因此通常处于等待状态，工作效 率很低
（2）中断处理方式
（1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由 一些寄存器或RAM芯片组成，如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输； （2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换； （3）能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数 ／模或模／数转换器等； （4）协调时序差异； （5）地址译码和设备选择功能； （6）设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和 DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。 接口的控制方式
WR ：写信号,低电平有效。当 WR 有效时,CPU
可以往8255A中写入控制字或数据。 A1、A0：端口选择信号。8255A内部有3 个数据端口和1个控制端口,当A1A0=00时选 中端口A;A1A0=01时选中端口B;A1A0=10 时选中端口C;A1A0=11时选中控制口。 A1、A0和 RD 、 WR 及 CS 组合所实 现的各种功能如表所示。
方式1下的输出时序
3. 方式2(双向模式)
8255A只有A口具有这种双向输入输 出工作方式,实际上是在方式1下A口输入 输出的结合。在这种方式下,A口为8位双 向传输口,C口的PC7~PC3用来作为输入 /输出的同步控制信号。 在这种情况下,B口和PC2~PC0只能 编程为方式0或方式1工作,而C口剩下的 3条线可作为输入或输出线使用或用作B 口方式1之下的控制线。