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1、任务7 用单片机和可编程并行接口控制交通灯,教学导航 任务单 任务准备 案例示范 知识梳理与总结 任务作业,http:/ 单片机简单I/O扩展 7.2 存储器的扩展 7.3 8255A可编程并行I/O接口,7.1 MCS-51单片机的简单扩展,7.1.1 外部总线结构,地址 锁存器,A15A8,A7A0,D7D0 数据总线DB,控制总线CB,并行,串行,中断输入,计数脉冲,复位,地址总线AB,7.1.1 外部总线结构,1.地址总线 传送存储单元或外设的地址 P0口低8位地址总线（一般需要加一级锁存器） P2口高8位地址总线 2.数据总线 P0提供数据线，传送数据、指令和信息 P0口分时复用的双
2、向数据总线和低8位地址总线 3 . 控制总线,3 . 控制总线,用来传送各种控制信息 / ：片外数据存储器RAM和外设接口的读写控制信号。 PSEN ：片外程序存储器的读控制； ALE ：地址锁存控制；下降沿锁存P0口的低8位地址 EA ：片内/片外程序存储器选择信号，EA=0时，只访问外部程序存储器,7.1.2 地址锁存器和总线驱动器,1 . 地址锁存器,带三态缓冲输出：74LS373、8282 带清除端 ：74LS273,74LS373功能表,8282的功能表和74LS373相似，表中的G端和8282的STB端对应,74LS273功能表,74LS273只有清除端为高电平才具锁存功能， 锁存
3、器控制为CLK，上升沿锁存数据。单片机ALE(下降沿锁存地址)引脚需接反相器,2 . 总线驱动器,当单片机外接芯片较多，超出总线负载能力，必须加 总线驱动器。驱动器可增强单片机对外围接口电路的驱动能力，而且可以起到对负载波动的隔离作用 根据驱动的方向可分为单向总线驱动器和双向总线驱动器 单向驱动器74LS244、74LS241用于地址总线驱动 双向驱动器74LS245用于数据总线驱动,总线驱动器芯片管脚,7.1.3 并行I/O口简单扩展,1、用锁存器扩展简单输出口,（1）用74LS377扩展8位输出口 图7-4为利用锁存器74LS377扩展的简单输出口的接口电路。74LS377为带有允许输出端
4、的8D锁存器。D7D0为其输入端口，输出端口为Q7Q0，CLK为时钟控制端，上升沿锁存。图中P0口的P0.0和P0.1引脚分别作为地址选择线与两个74LS377的片选控制端相连，使得两个74LS377的口地址分别为0XFFFE和0XFFFD。当某一个74LS377该输出口被选中，且CLK端电平正跳时，P0口数据锁存到74LS377的输出端，从而实现数码管的静态显示。,案例12 用单片机扩展口控制秒表,源程序清单:,#include #include #define addr377_1 XBYTE0XFFFE #define addr377_2 XBYTE0XFFFD unsigned char
5、 led10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82, 0xf8,0x80,0x90; unsigned time=0,count=20;,主函数和中断服务函数,void main() addr377_1= addr377_2=led0; TMOD=01; TH0=-500008; TL0=-50000; EA=1;ET0=1; TR0=1; while(1); ,void isr_time() interrupt 1 TH0=-500008;TL0=-50000; count-; if(count=0) count=20; time=(time+1)%60; a
6、ddr377_1=ledtime /10; addr377_2=ledtime %10; ,（2）74LS373扩展简单的8位输出口,案例13:用单片机扩展口控制流水灯 P2.7、P2.6引脚分别与片选控制G端相连，以选通锁存器,案例13:用单片机扩展口控制流水灯利用该电路使16个发光二极管实现从左至右逐一点亮的流水灯效果的程序,#include sbit p27=P27; sbit p26=P26; sbit p36=P36; unsigned char cword=0xfe; void main() unsigned int i,j; p27=1;p26=0;p36=0; while(1)
7、, for(i=0;i0;j-); cword = (cword1)|1; P0=cword; cword=0xfe; p27 =p27; p26=p26; ,2、用三态门74LS244扩展8位输入口,P2.7和 相“或”控制信息的输入,案例14 用单片机扩展输入口进行开关控制,#include #include #define addr244 XBYTE0X3FFF /74LS244的地址为3FFFH void main() unsigned char mdata; while(1) mdata=addr244; /从74LS244中读取数据（按键的开合状态） P1=mdata; ,7.2
8、存储器的扩展,7.2.1 程序存储器的扩展 7.2.2 数据存储器的扩展 7.2.3 存储器的综合扩展,7.2.1 程序存储器的扩展,外扩的存储器芯片通过地址总线、数据总线和控制总线同单片机相连,地址总线是单向输入的，其数目与芯片容量有关。 如容量为2K8时，地址线有11根，即211=2048。 容量为16K8时，地址线有14根，即214。 数据线是双向的，即可输入，也可输出，其数目与数据位数有关。 如2K8的芯片，其数据线有8根； 控制线主要有读/写控制线与片选线两种。由于可以扩展多个存储芯片，需要用片选信号来确定哪个芯片被选中。读/写控制线决定芯片进行读/写操作。,1. 程序存储器芯片,M
9、ask ROM型：掩膜ROM OPTROM型：一次可编程ROM EPROM型：可擦除可编程ROM E2PROM型：电可擦除可编程ROM Flash ROM型：闪速只读存储器,1. 程序存储器芯片,典型的EPROM芯片（Intel公司）： 2716(2K8)、2732(4K8)、 2764(8K8)、27128(16K8)、27256(32K8)、27512(64K8)等。,在这些芯片上均设有玻璃窗口，在紫外线下照射20分钟左右，存储器的各位信息均变为1，通过相应的编程器将工作程序固化到这些芯片中，便可成为MCS-51的外部程序存储器。,(1)并行2716 EPROM的特点,2716的存储容量为
10、16384（2K8）位，24线的双列直插式器件，单一5V供电，运行时最大功耗为252mW，维持功耗为132mW，读出时间最大为450ns。,(2)引脚说明,O0O7数据线： 传送存储单元内容。根数与单元数据位数相同。 A0A10地址线：选择芯片内部一个存储单元。根数由存储器容量决定。 CE片选线：选择存储器芯片。CE无效，其他信号线不起作用。 OE：数据读选通线， Vcc：+5V主电源 Vpp：编程电源（+25V） GND：接地端,(3)2716的工作方式,2. 单片程序存储器扩展,D7 Q7 373 D0 Q0 G,(1) 单片2716存储器扩展电路,总线连接,1)地址总线的连接 P0.0P
11、0.7 和P2.0P2.2连接地址总线A0A10 低8位地址信号AB0AB7，高3位地址信号AB8AB10 2)数据总线的连接 P0.0P0.7连接数据总线D0D7,3)片选端及控制总线的连接,PSEN连接OE：片外程序存储器读控制信号 ALE连接锁存器G：地址锁存允许控制信号 EA接地：选择片外程序存储器,(2) 读取外部程序存储器的时序,不执行MOVX指令,执行MOVX指令,3. 多片程序存储器扩展,最大扩展容量64K 外扩多片存储器进行的选择： 片选：选存储器芯片，片选信号区别不同芯片的地址空间。 字选： 选中该芯片中的相应存储器单元,片选方法：,（1）线选法 单片机剩余高位地址总线直接
12、连接各存储器片选线。 各芯片间地址不连续 有相当数量的地址不能使用,否则造成片选混乱 （2）地址译码法 单片机剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。,(1)线选法,各存储器芯片的地址空间： ABi :15141312 111098 7 6 5 4 3 2 1 0 15141312 1110 98 7 6 5 4 3 2 1 0 ：1100 0000 0000 00001100 0111 1111 1111=C000HC7FFH ：1010 0000 0000 00001010 0111 1111 1111=A000HA7FFH ：0110 0000 0000 00000110 0111
13、1111 1111=6000H67FFH,(2)地址译码法,3-8地址译码器：74LS138,地址译码法原理,译码法选址就是利用地址译码器对系统的片外高位地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片的片选信号，将地址划分为连续的地址空间块，避免了地址的间断。 （1）完全译码：地址译码器使用了全部地址线，地址与存储单元一一对应。 （2）部分译码：地址译码器仅使用了部分地址，地址与存储单元不是一一对应。部分译码也会浪费大量的存储单元，对于要求存储器容量较大的微机系统，一般不采用。但对于单片机系统来说，由于实际需要的存储器容量不大，采用部分译码器可以简化译码电路。,各存储器芯片的地址空间： Abi: 1
14、5141312 11109 8 7 6 5 4 3 2 1 0 15141312 11109 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ：0000 0000 0000 00000000 0111 1111 1111=0000H07FFH ：0000 1000 0000 00000000 1111 1111 1111=0800H0FFFH ：0001 0000 0000 00000001 0111 1111 1111=1000H17FFH,7.2.2 数据存储器的扩展,MCS-51系列单片机的内部一般都仅有128字节或256字节的RAM数据存储器。 数据存储器和程序存储器使用相同的64KB地址空间，但
15、两者却是相互独立的的存储空间，具有各自独立的控制信号线和读写操作指令。同时，外部的数据存储器和其它I/O接口芯片的扩展统一编址。,1. 数据存储器芯片,典型的SRAM芯片有Intel公司的： 6216(2K8)、6264(8K8)、62128(16K8)等,存储器的外部信号线： I/O0I/O7：8位数据线 A0A12： 13位地址线： CE1片选线1：低电平有效 CE2片选线2：高电平有效 OE：读选通信号输入线 WE:写允许信号输入线,6264的工作方式,2. 数据存储器扩展,(1)单片6264数据存储器扩展,(2)多片6264数据存储器扩展,ABi ： 15141312 111098 7 6 5 4 3 2 1 0 15141312 111098 7 6 5 4 3 2 1 0 ：0100 0000 0000 00000100 0111 1111 1111=4000H5FFFH ：0010 1000 0000 00000010 1111 1111 1111=2000H3FFFH ：0000 0000 0000 00000001 1111 1111 1111=0000H1FFFH,+5V,(3)外部数据存储器的数据传送,#include unsigned char xdata DATABUFF100
