第7章 单片机系统的扩展

7.5.1
8255A的结构和引脚功能 的结构和引脚功能
图7-16 8255A内部结构框图与引脚图 内部结构框图与引脚图
7.5.1
8255A的结构和引脚功能 的结构和引脚功能
.5.2
8255A与8051 型单片机典型连接电路
图7-17 8255A与8051 型单片机典型连接电路
7.5.3
8255A的控制字
.5.4
8255A的工作方式
2、方式1（选通输入/输出工作方式 输出工作方式）
图7-19 方式1输入时的联络信号 输入时的联络信号
.5.4
8255A的工作方式
2、方式1（选通输入/输出工作方式 输出工作方式）
图7-20 方式1输出时的联络信号 输出时的联络信号
.5.4
8255A的工作方式
3、方式2（A口双向选通传送工作方式 口双向选通传送工作方式）
7.3.1
EPROM扩展
图7-8 2764、27128、27256引脚图 、
7.3.1
EPROM扩展
图7-9 程序存储器扩展
.3.2
E2PROM扩展
图7-11 E2PROM引脚图 11
.3.2
E2PROM扩展
图7-12 扩展E2PROM
.4
简单I/O端口扩展 简单 端口扩展
图7-13 74LS244 13 74LS244引脚图与真值表
6.5
8155定时/计数器
2、设置定时器初值
图7-28 8155定时器低8位和高6位字节寄存器 8
6.5
8155定时/计数器
3、设置波形输出
图7-29 8155定时器的输出波形形式 定时器的输出波形形式
.7 8051并行接口及其C51定义 并行接口及其C51定义 并行接口及其
1、片内并行口的定义 8051单片机带有4个8位并行口 位并行口，即SFR中的P0、P1、P2、 P3口，对它的定义在reg51.h已存在 已存在，可直接对其引用，例： P2=0xFE； //将数据0xFE输出到 输出到P2口。 Key=P1； //从P1口输入数据到变量 口输入数据到变量Key。 如果要单独对某位进行操作，可在程序的开头加上位寄存器 如果要单独对某位进行操作 定义，例如： sbit P1_0= P1^0; //定义P1_0 P1_0为P1口的第0位，
图7-18 8255A 18 8255A控制字格式
.5.4
8255A的工作方式
8255A有3种工作方式：方式 方式0、方式1、方式2。工作方式 的选择是通过写控制字的方法来完成的。 的选择是通过写控制字的方法来完成的 1、方式0（基本输入/输出工作方式 输出工作方式） A口、B口及C口的高4位、低 低4位都可以设置为输入方式或 输出方式，不需要选通信号，但某时刻不能既作输入又作输 但某时刻不能既作输入又作输 出。单片机可以用8255A进行数据的无条件传送 进行数据的无条件传送，数据在 8255A的各端口能得到锁存和缓冲 的各端口能得到锁存和缓冲。在方式0下，输入口为缓 冲输入方式，输出口具有锁存功能 输出口具有锁存功能。
7.6.3
8155工作方式控制字和状态字 工作方式控制字和状态字
图7-26 8155状态字的格式 状态字的格式
7.6.4
8155的工作方式
1、基本输入/输出方式 8155的控制字D3、D2位设置为 位设置为00或11时，8155工作于方 式1与方式2，A口、B口均为基本输入 口均为基本输入/输出方式，输入或输 出由D0、D1位分别决定。C口在方式 口在方式1为基本输入方式，在 方式2为基本输出方式。
.1
单片机系统总线的形成
图7-1 3总线结构形式 总线结构形式
.2
外部数据存储器的扩展
常用的静态RAM芯片有6264、 、62256等芯片，其引脚配置均 为28脚双列直插式封装，有利于印制板电路设计 有利于印制板电路设计，使用方便。 图7-2给出了6264的引脚图和真值表 的引脚图和真值表。
图7-2 6264的引脚图和真值表 的引脚图和真值表
.6.1
8155的引脚及结构
7.6.2
8155与8051单片机的连接电路 单片机的连接电路
图7-24 8051与8155的连接 的连接
7.6.2
8155与8051单片机的连接电路 单片机的连接电路
7.6.3
8155工作方式控制字和状态字 工作方式控制字和状态字
图7-25 8155工作方式控制字格式 工作方式控制字格式
7.6.4
8155的工作方式
2、选通输入/输出方式 8155工作在选通输入/输出方式时 输出方式时，有2种方式：方式3仅A 口为选通工作方式；方式4是A口 口、B口均为选通工作方式。
图7-27 8155选通输入 选通输入/输出方式的功能
6.5
8155定时/计数器
8155片内有一个14位的减法计数器 位的减法计数器，计数脉冲从TIMER IN引脚输入，每次减1，减到0时从 时从TIMER OUT引脚输出一 个信号，可实现定时与计数功能 可实现定时与计数功能。 1、设置工作状态
.8
实践训练—存储器扩展 实践训练 存储器扩展
8051系列单片机内部集成了诸如 系列单片机内部集成了诸如CPU、RAM、ROM、PIO 和SIO等功能部件，对于小型测控系统已经足够用了 对于小型测控系统已经足够用了，但是， 对于一些比较大的应用系统，则还需要扩展一些外围芯片 则还需要扩展一些外围芯片，以 满足应用系统的需要。由于单片机受到引脚数目的限制 由于单片机受到引脚数目的限制，数据 总线和地址总线的低8位是分时复用的 位是分时复用的，复用技术的核心是采 用带有三态门控制的8D锁存器 锁存器，以三总线的方式与外部设备进 行连接。 在实际应用系统设计中，往往既需要扩展程序存储器 往往既需要扩展程序存储器，又需 要扩展数据存储器，同时还需要扩展 同时还需要扩展I/O接口芯片，而且有时需 要扩展多片。适当地把外部64KB 64KB的数据存储器空间和64KB的 64KB 64KB 程序存储器空间分配给各个芯片，使程序存储器的各芯片之间、 程序存储器空间分配给各个芯片 数据存储器的各芯片之间的地址不发生重叠，从而避免单片机 数据存储器的各芯片之间的地址不发生重叠 在读/写外部存储器时发生数据冲突 写外部存储器时发生数据冲突。
.2.1
全译码
图7-4 74LS138引脚图和真值表 引脚图和真值表
.2.1
全译码
图7-5 扩展40 KB 40 KB的数据存储器
.2.2
部分译码
部分译码是用部分高位地址信号作为译码电路的输入信号 进行译码。其特点是：地址与存储单元不是一一对应的 地址与存储单元不是一一对应的，而是 1个存储单元占用多个地址。即在部分译码电路中 即在部分译码电路中，有若干条 地址线不参与译码，会出现地址重叠现象 会出现地址重叠现象。我们把不参与译码 的地址线称为无关项，若l条地址线不参与译码 条地址线不参与译码，则一个单元占 用21个地址；若2条地址线不参与译码 条地址线不参与译码，则一个单元占用22个 地址；若n条地址线不参与译码， ，则一个单元占用2n 个地址， n为无关项的个数。部分译码会造成地址空间的浪费 部分译码会造成地址空间的浪费，但译码 电路简单，对地址译码电路的设计带来了很大的方便 对地址译码电路的设计带来了很大的方便。一般在 较小的系统中常采用部分译码方法进行译码。 较小的系统中常采用部分译码方法进行译码
.2.3
线选法
图7-7 数据存储器扩展
.3
外部程序存储器的扩展
51系列单片机具有64 KB的程序存储器空间 的程序存储器空间，其中8051、 8751 8751单片机含有4 KB的片内程序存储器 4 KB的片内程序存储器，而80C31则无片内程 80C31 序存储器。当采用8051、8751 8751单片机而程序超过4 KB，或采 用8031型单片机时，就需要进行程序存储器的扩展 就需要进行程序存储器的扩展。这里要注 意的是，51系列单片机有一个引脚跟程序存储器的扩展有关 系列单片机有一个引脚跟程序存储器的扩展有关。 如果EA接低电平，则不使用片内程序存储器 则不使用片内程序存储器，片外程序存储器 地址范围为0000H～FFFFH。 。如果EA接高电平，那么片内存 储器和片外程序存储器总容量为64 储器和片外程序存储器总容量为 KB。
.2.2
部分译码
图7-6 数据存储器扩展
.2.3
线选法
所谓线选法，是利用系统的某一条地址线作为芯片的片选 是利用系统的某一条地址线作为芯片的片选 信号。线选法实际上是部分译码的一种极端应用 线选法实际上是部分译码的一种极端应用，其具有部分 译码的所有特点，译码电路最简单 译码电路最简单，甚至不使用译码器。如直 接以系统的某一条地址线作为存储器芯片的片选信号，只需把 接以系统的某一条地址线作为存储器芯片的片选信号 用到的地址线与存储器芯片的片选端直接相连即可。当一个应 用到的地址线与存储器芯片的片选端直接相连即可 用系统需要扩展的芯片数目较少， ，需要的实际存储空间较小时， 常使用线选法。
图7-21 方式2 2的联络信号
.5.4
8255A的工作方式
3、方式2（A口双向选通传送工作方式 口双向选通传送工作方式）
.6
8155可编程并行输入 输出接口 可编程并行输入/输出接口 可编程并行输入
8155芯片是一种可编程多功能接口芯片 芯片是一种可编程多功能接口芯片，其内部包含256 B 的SRAM，两个8位并行接口， ，一个6位并行接口和一个14位计 数器，与80C51系列单片机的接口非常简单 系列单片机的接口非常简单。
.7 8051并行接口及其C51定义 并行接口及其C51定义 并行接口及其
2、片外并行口的定义 对于8051单片机外扩展的I/O I/O口，例8255、8155等，则根据 其硬件译码地址，将其视为片外数据存贮器的一个单元 将其视为片外数据存贮器的一个单元，使用 #define 语名定义格式如下： #define I/O口名称 XBYTE[I/O XBYTE[I/O口地址] 其中，XBYTE表示绝对存储器访问的宏 表示绝对存储器访问的宏，在文件absacc.h中 定义，方括号中[]中是存储器的绝对地址 中是存储器的绝对地址。在使用这种格式定 义之前，应加上语句： #include <absacc.h>