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1、内容提要：第五章 MCS-51系统扩展技术5-1 MCS-51单片机最小系统5-2 存储器的扩展5-3 并行I / O端口的扩展方法5-4 可编程并行接口芯片81555-5 常用通道配置与接口技术5-6 D / A转换5-7 A / D转换项项目引入1.项目描述 片外RAM对信号灯的控制及可编程I/O口的应用 2.硬件电路与工作原理 让学生根据任务分析硬件要求，画出具体电路，并在实验 开发板上接线 3.程序设计 （给出控制程序）参考程序：对片外RAM写入数据并输出，控制P1口的亮灭状态。ORG 0000HMOV DPTR,#1000H ；指向片外RAM的首地址MOV A,#0FEH ；设置第一
2、个要送入的数据MOV R1,#08H ；设循环次数WRITE: MOVX DPTR,A ；向RAM中写入数据INC DPTR ；片外RAM地址加1CLR CYRL A ；更新数据DJNZ R1,WRITE ；8次未送完，继续写入，否则顺序执行下一条指令MOV R1,#08H ；再次设置循环次数START: MOV DPTR,#1000H ；指向第一个数据单元1000HREAD: MOVX A,DPTR ；读出数据到A累加器MOV P1,A ；送P1口点亮发光二极管LCALL DELAY ；延时一段时间INC DPTR ；更新地址DJNZ R1,READ ；连续读 出8个数据，送P1口显示SJM
3、P START ；8个数据读完，继续从第一个数据单元开始。 单单片机内资资源少，容量小，在进进行较较复杂过杂过 程的控制时时 ，它自身的功能远远远远 不能满满足需要。为为此，应扩应扩 展其功能。MCS-51单单片机的扩扩展性能较较强，根据需要，可扩扩展 ：ROM、RAM；定时时 / 计计数器；并行I / O口、串行口；中断系统统扩扩展等。7-1 MCS-51单片机最小系统一、8051/8751硬件最小系统统对对于片内有ROM型单单片机，其自身可以构成最小系统统 该系统的资源如下：4KB ROM，256B RAM；五源中断系统统；两个十六位加一定时时 / 计计数器；一个全双工串行UART；四个并
4、行I / O口。二、8031硬件最小系统统8031单单片机片内无ROM，若要正常工作，必需外配ROM。外接ROM后，P3口、P2口、P0口均被占用只剩下P1口作I / O口用，其它功能不变变。 图图中：/E 三态门态门 控制端G 低电电平锁锁存 三总线的概念:地址总线总线 AB，P0口提供（A7 A0）；P2口提供（A15 A8），共16位。数据总线总线 DB，P0口提供（D7 D0），共8位。控制总线总线 CB，ALE 、 、 、 、等。7-2 存储器的扩展一、三总线总线 的连连接 1、数据线线的连连接P0口的八位线线承担此任，此时时不用外接上拉电电阻。2、地址线线的连连接P0口承担地址低八
5、位线线，A0 A7；P2口承担地址高八位线线。A8 A15。注意：P0口线线地址 / 数据分时时复用，需用地址锁锁存器74LS373锁锁存地址。 A10 A8A7 A0D7 D0CB3、控制线线的连连接对对存储储器来讲讲控制线线无非是：芯片的选选通控制、读读写控 制。单单片机与外部器件数据交换换要遵循两个重要原则则：一是，地址唯一性，一个单单元一个地址。二是，同一时时刻，CPU只能访问访问 一个地址，即只能与一 个单单元交换换数据。不交换时换时 ，外部器件处处于锁闭锁闭 状态态，对总线对总线 呈浮空状态态。 读读 / 写：CPU向外部设备发设备发 出的读读/写控制命令 。EPROM：/OE /
6、PSENSRAM： /WE /WR/OE /RD 选选通：CPU与器件交换换数据或信息，需先发发出选选 通信号/CE或/CS，以便选选中芯片。二、存储器地址编码SRAM6116：“16” 2K8 = 2KB 21210 = 211即6116有11根地址线线。地址空间间： A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 07FFH MCS-51单单片机寻寻址范围围：64KB 26210 = 216即16位地址 线线地址空间间：A15A14A13A12A11A1
7、0A9A8A7A0 单单片 机 A10A9A8A7A0 6116 25 = 322KB上式中：“”表示0或1。即单单片机地址空间间中包含有32个2KB。某片6116占据的是哪 2KB不能确定地址浮动动。 只有限定A15A11的取值值才能确定6116在系统统中的 地址范围围。如，P2.6 = 0 ，选选中6116的/CS线线。设设P2.7 P2.5 P2.4 P2.3假定全为为1则则: 6116地址范围围是B800H BFFFH。同理， P27 P25 P24 P23假定全为为0则则: 6116地址范围围是 0000H 07FFH；再设设P27选选中6116 （设设P26 P25 P24 P23
8、全为为1）则则：地址范围围是7800H 7FFFH 可见见：存储储器芯片在系统统中地址分布由两个因素决定：一是，芯片本身的地址线线（与容量有关）二是，芯片选选通信号的获获得方式。扩扩展存储储器时时，总总是让单让单 片机低位地址与存储储器芯片地 址线线相接；而让单让单 片机剩余的高位地址线线（在P2口）常作为为 片选选信号线线。这这种方法对对SRAM、EPROM、扩扩展I / O芯片、外设设同样样 适用。 P2.5 = 0时时，选选中2764；“64” 8K8b = 23210 = 213A15 A14 A13 A12 A11 A0 23 = 88KB若取P2.7 P2.6均为为1；则则2764
9、在本系统统内地址范围围：C000H DFFFH可以。此时时6116：D800H DFFFH2764：C000H DB00H若6116与2764都用A13 （P25）选选中可否6116与2764在 0800H DFFFH范 围内地址重叠，这是 不是违反交换原则呢 ？不会！因为为，6116是SRAM，2764是EPROM。除地址 和选选通信号外，还还有读读/写控制信号起作用。RAM /WE /WR /OE /RD ROM /OE /PSEN可用来区分二器件包括： 256B静态态RAM；2 个8位和1个6位可编编程并行I / O口；1个14位定时时器（减1计计数）；1个8位地址锁锁存器；一些控制逻辑
10、电逻辑电 路等。 5-5 可编程并行接口芯片8155 一、引脚AD0 AD7 地址/数据线线。传传送地址、数据、命令、状态态等。ALE 地址锁锁存（输输入）IO/M IO口/RAM选择选择 ；0:选选内RAM；1:选选内IO口/CE 片选线选线/RD、/WR 读读、写控制PA7 PA0 A口输输入/输输出线线PB7 PB0 B口输输入/输输出线线PC5 PC0 C口输输入/输输出线线TIMERIN 定时时器输输入（输输入定时时器所需时钟时钟 ）TIMEROUT 定时时器输输出（输输出所产产生的方波脉冲） 二、8155的RAM和I / O口地址编码包括：内RAM 256B对应对应 256个地址命
11、令/状态态寄存器地址 1个地址PA口地址 1个地址 PB口地址 1个地址PC口地址 1个地址定时时器低8位地址 1个地址定时时器高8位地址 1个地址 由AD7 AD0及IO/M决定 。三、8155的工作方式与基本操作有三种基本操作：1、作单单片机片外256B数据存储储器IO/M=0，与其它数据存储储器统统一编编址。用MOVX访问访问 。2、作扩扩展I / O口使用IO/M=1，PA口、PB口、PC口，可通过编过编 程决定如何使用。命令寄存器（命令控制字） I / O口工作方式状态标态标 志寄存器 PA口、PB口状态标态标 志。 命令寄存器，只写不读读 状态标态标 志寄存器，只读读不写 二者使用
12、同一地址 I / O口工作方式有四种：A口、B口 基本I / O口， C口输输入；A口、B口 基本I / O口， C口输输出；A口选选通I / O、B口基本I / O、C口作联络线联络线 ；A口、B口选选通I / O、C口作联络线联络线 。状态标态标 志寄存器：BF 缓缓冲器满标满标 志；INTR 端口中断请请求标标志；INTE 端口中断允许标许标 志；TIMER 定时时器中断请请求。3、作定时时器扩扩展使用可以通过编过编 程决定输输出4种信号，即有四种工作台方式（P172 图图5-27）单单方波； 连续连续 方波；单单脉冲； 连续连续 脉冲。由两个8位寄存器，决定14位定时时器计计数常数及四
13、种工作方式 。由命令寄存器的最高两位对对定时时器进进行四种控制。 T7T6T5T4T3T2T1T0(a) 定时器格式T7T6T5T4T3T2T1T0D7 D7 D7 D7 D7 D7 D7 D7 减1计数器低8位减1计数器低6位定时器方式编辑 位D7 D7 D7 D7 D7 D7 D7 D7 M2 M1方式定时器输出波形 0 0单波形0 1 连续波形1 0单脉冲1 1连续脉冲(b)定时器方式及输出波形四、单片机与8155的接口及操作软件图图 5-28 （P173）如图连线图连线 后地址分布是：内RAM地址 7E00H 7EFFHI / O口地址：命令状态态口 7F00HPA口 7F01HPB口
14、 7F02HPC口 7F03H定时时器低8位 7F04H定时时器高8位 7F05H操作软软件：MOV DPTR，#RAM或I / O口地址MOV A，#欲写内容或命令字MOV DPTR，A 5-6 常用通道配置及接口基础一、按键键、键盘键盘 及其接口1、按键键操作存在的问题问题 键键抖动动 硬件消除抖动动 P180图图5-37，RS触发发器构成单稳电单稳电 路软软件去抖 延时时10ms左右。 2、按键键分类类（1）独立式按键键单单片机一条I / O口线对应线对应 一个按键键。（2）键盘键盘一般指矩阵阵式键盘键盘 。若干I / O口线线作行线线；若干I / O口线线作列线线，在每个行列 交点设设
15、置按键组键组 成。 图图5-42 P185 3、按键监测键监测 方法（1）监测监测 有无键键按下（中断方式或查询查询 方式）（2）按键键的识别识别 （哪一个键键被按下）扫扫描法 有键键按下时时，读读入行或列值值，则则为为0值值的行列交点的键键便是。线线反转转法院 第一步，行线输线输 出全0，列线输线输 入；第二步，列线输线输 出全0，行线输线输 入；输输入的行值值、列值值均为为0的相应键应键 便是 。 二、七段LED显示器及接口1、字形码码表的产产生， P192 表5-112、显显示方式1）静态显态显 示2）动态显动态显 示（利用人眼的视觉暂视觉暂 留效应应）3、接口方法1）与单单片机直接相接：取字形码码表中的码值码值 来显显示。2）通过过硬件七段译码译码 器相接：单单片机利用口线输线输 出十六进进制 数来显显示。 5
