第8章 MCS-51单片机并行IO口及扩展

单片机原理及其接口技术

第8章 MCS-51单片机并行I/O口及扩展教学目标 8.1 8.2 接口概述 MCS-51单片机内部并行I/O端口

8.3 I/O口应用—数码管显示技术8.4 I/O口应用—按键、键盘技术

8.5

I/O口应用—I/O接口扩展技术

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教学目标2. 了解MCS-51单片机P0、P1、P2、P3四个端口内 部结构，掌握各个端口功能特性。

1. 了解接口的概念、作用，区分接口和端口的不同。

3. 掌握MCS-51单片机端口三个不同操作方式：输出数据方式、读端口数据方式、读引脚方式。

4. 了解并行IO接口芯片8255内部结构及工作原理，掌握8255 编程应用。主目录 上一页 下一页 结 束

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8.1 接 口 概 述一、 为什么需要I/O接口 二、 接口与端口三、 接口电路主要功能 四、 缓冲与锁存 五、 数据传送方式主目录 上一页 下一页 结 束

一、为什么需要I/O接口CPUCPU 接口电路4 对CPU和外部设备之间的数据传送进行协调

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存储器I/O设备

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二、I/O接口与I/O端口I/O接口：指CPU和外设之间的I/O接口芯片CPU通过端口 地址就可以对 端口中的数据 进行读写。

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I/O端口： 关系：

常指I/O接口中带有端口地址的寄存器或缓冲器一个外设通常有一个I/O接口， 一个I/O接口可以有多个I/O端口。 命令口 状态口主目录 上一页 下一页 结 束 可能不全 有，但至 数据口 少有一个

思考：一个I/O接口可以有多个I/O 端口，如何区分各个端口呢？ 给每个端口一个编号，称为外设 I/O端口编址技术

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单独编址主目录 上一页

统一编址下一页 结 束

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单独编址：特点： ⑴不占用存储器地址。⑵需要有专用的I/O指令。

MCS51单片机 没有专用I/O指令

端口地址和存储器单元地址分别编址，相互独立。例：Z80CPU 存储器操作： MREQ 0 IORQ 1

地址范围： 0000H~FFFFH 端口操作： IORQ 0 MREQ 1

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地址范围： 00H~FFH 结 束

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统一编址：将端口地址和存储器统一进行编址，端口地址占 用部分存储器单元地址。⑴访问存储器与I/O端口指令共用。 ⑵外设端口地址安排灵活，数量不受限制。 MCS51单片机 ⑶地址被占用的存储器单元不能使用。属于这种编址方式

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单片机原理及其接口技术 A8 存储器中的FF00H~FFFFH 单元将不能使用。 00H-FEH & FFH

01

A15

具体哪个I/O端口工作， 还需由低8位

地址决定。 例：MCS-51CPU

寻址范围： 0 1 0 1 1 00000H~FFFFH 存储器地址： 0000H~FEFFH I/O端口地址： FF00H~FFFFH 结 束

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三、接口电路主要作用单片机原理及其接口技术

1)实现不同外设的速度匹配。 2)改变数据的传输方式。 3)改变信号的性质和电平。

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四、缓冲与锁存1)数据锁存

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输出端的状态不随输入端的状态变化而变化，状态 一直保持到下一个锁存允许时才更新。

CPU

接口CS

I / O设备

数据在数据总线上停留的时间十分短暂

8051单片机的4个并行I/O口输出锁存！ 主目录 上一页 下一页 结 束11

四、缓冲与锁存2)数据缓冲

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输入信号虽然已经准备好，受到隔离而不能送到输出

端，在特定信号控制下才能送到输出端。接口CS

CPU

I / O设备

外设数据准备好后不能直接送入总线，以防造成数据冲突主目录 上一页 下一页 结 8051单片机的4个并行I/O口输入缓冲！ T/C方式2的逻辑结构图束

五、数据传送方式

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1.同步传送：无条件直接传送。2.异步传送：查询传送。 3.中断传送：利用中断功能传送。 4.DMA传送：不通过CPU,由DMA控制器控制，直接MCS-51具备 的传送方式

在外设之间传送数据。主目录 上一页 下一页 结 束13

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第8章 MCS-51单片机并行I/O口及扩展教学目标 8.1 8.2 接口概述 MCS-51单片机内部并行I/O端口

8.3 I/O口应用—数码管显示技术8.4 I/O口应用—按键、键盘技术

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I/O口应用—I/O接口扩展技术

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8.2 MCS-51单片机内部 并行I/O端口8.2.1 端口的功能描述 8.2.2 端口的内部结构

8.2.3 应用举例主目录 上一页 下一页 结 束15

8.2.1 端口的功能描述P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/V PD RXD、P3.0 TXD、P3.1 INT0、P3.2 INT1、P3.3 T0、P3.4 T1、P3.5 WR、P3.6 RD 、P3.7 XTAL2 XTAL1 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 用 户 I/O

单片机原理及其接口技术 P1.7 P1.6P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0

P0口(39~32脚):8051 8751 P3.0 8031P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 锁

线 8位通用I/O口、地址/数据复用口， (AB)

漏极开路型，不带上拉电阻，驱动 存 能力最强控 制 总 线 (CB) 器

8051 8751 8031

P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 ALE

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 VCC VSS

地 址 总

数 据 总 线

P2口(21~28脚):

8位通用I/O口、配合P0输出地址 (DB)V 高八位，带上拉电阻 VCC SS

PSEN EA ALE RST

(a)

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