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1、第八章单片机系统总线与资源扩展第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展 主要内容1.单片机系统扩展的一般方法2.程序存储器扩展3.数据存储器扩展4.串行EEPROM的扩展与编程方法5.输入/输出口扩展第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法系统扩展的方式：1.并行扩展；2.串行扩展。MCS-51单片机内部虽然集成了储存器、I/O口、定时器/计数器等硬件资源，但它们的容量比较小，资源有限。为了满足各种复杂的应用
2、系统的要求，常常需要单片机外部扩展存储器和各种功能的器件。一、系统扩展基本内容与意义 8.1 单片机系统扩展的一般方法第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法二、系统并行扩展的三总线构造 图8-1 MCS-51的系统并行扩展结构第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法
3、总线结构的优点是接线简单，各部件以并联的方式连接在总线上，形式统一，任何外扩的芯片都只需直接挂在总线上即可。MCS-51单片机受管脚数量的限制，没有独立的总线，其总线与IO引脚复用，信息进行分时传递，因此，掌握单片机各信号线间的时序分配对构造系统总线是十分必要的。MCS-51单片机的时序按扩展功能分为两大类：程序存储器扩展时序和数据存储器扩展时序。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法1.外部程序存储器读时序P0口的分时传送地址
4、/数据信息控制是由ALE及 实现。根据ALE、的用途，称ALE为地址锁存信号，称为取指信号。图8-2 外部程序存储器读工作时序 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法2.外部数据存储器读/写时序数据存储器读/写操作都需要两个机器周期，第一个周期完成取指、指令译码、数据地址的锁存（由ALE、信号控制）；第二个周期完成数据的读、写（由、信号控制）。图8-3 外部数据存储器写工作时序 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总
5、线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法从时序分析可知MCS-51单片机的三总线分别是：DB：P0口 D0D7 AB：P2口、P0口 A0A15 CB：ALE、为了将P0口的地址和数据分离，用ALE的下降沿将P0口输出的地址信号低8位锁存在地址锁存器中，地址锁存器一般选用74LS373、74LS573、8282等芯片。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O
6、口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法图8-4 MCS-51单片机并行扩展的三总线第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法三、I2C总线的串行扩展技术串行接口特点：IO资源少 扩展方便、灵活 有利于减小器件体积。单片机常用的串行接口除了异步串行通信接口之外，还有I2C（Inter Integrated Circuit）总线、I-Wire总线、SPI串行总线及串行移位寄存等。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与
7、资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法1、I2C串行通信协议I2C是Philips公司推出的串行总线技术，能实现器件之间的同步串行数据传输，是一种具有两线的标准总线：SDA：串行数据线 SCL：串行时钟线第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法一次完整的I2C总线时序过程由起始信号（S）、器件地址信号、应答信号ACK（
8、A）、数据字节信号和停止信号（P）部分组成，完全与时钟同步。图8-5 I2C总线上的信号第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法I2C总线上一次完整的数据操作包括起始（S）、发送寻址字节（SLA R）、应答、发送数据、应答直到中止（P）。S SLAW A data1A data2A datan-1A datanA P图8-6 主器件发送数据格式 S SLAR A data1A data2A datan-1A datanP图8-7
9、主器件接收数据格式第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法2、I2C总线在单片机系统中的应用图8-8 I2C总线外围扩展示意图 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.1 单片机系统扩展的一般方法新近推出的高性能单片机大都片内自带标准I2C总线接口，只需将外部I2C器件对应连接到该总线上即可。但
10、MCS-51系列单片机片内无I2C总线接口，则需要使用I2C总线的虚拟技术。例如，可用P3.2引脚作为模拟串行时钟线SCL，P3.3引脚作为模拟串行数据线SDA，通过软件模拟I2C总线的通信时序。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.2 程序存储器的扩展 当程序量超过单片机的片内程序存储器时，可采用片外扩展程序存储器，如EPROM、E2PROM、Flash 存储器等。8.2.1 程序存储器扩展的基本方法2.数据线的连接：P0口与存储器的8位数据线（
11、D0D7）相连接3.控制线的连接：/PSEN接存储器的允许输出信号/OE ALE 接地址锁存器锁存信号G 1.地址线的连接：P0口经锁存器接存储器低8位地址线(A0A7)P2口与存储器高位地址线(A8An-1)相连接4.片选信号的连接与地址译码P2口剩下的高位地址线作为片选信号 8.2 程序存储器的扩展第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.2 程序存储器的扩展8.2.2 程序存储器扩展实例Intel公司的常用27系列EPROM芯片引脚有一定的兼容性
12、，在单片机系统扩展中常常被采用，系列产品有2716、2732、2764、27128等。存储容量：2k 8(位)、4k 8(位)、8k 8(位)、16k 8(位)2716芯片引脚：A10A0：11位地址；O7O0：数据线；：片选/编程控制信号；正常使用片选（低电平有效），编程时，引入编程脉冲；：输出允许信号，低电平有效。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.2 程序存储器的扩展例1：采用线选法，用一片27128 实现MCS-51单片机16K字节程序存
13、储器扩展。图8-9 线选法扩展程序存储器 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.2 程序存储器的扩展27128是16K 8（位）EPROM，14根地址线示例中，27128的地址范围是：最低地址：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0000，0000，0000，0000（0000H）最高地址：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0011，1111，1111，1111（
14、3FFFH）A15（P2.7)的状态与芯片寻址无关，A15的2种取值（0，1）都不会影响该芯片的寻址，即000，0000，0000，0000 011，1111，1111，1111因此，0000H3FFFH、8000BFFFH都是该芯片的寻址范围。该27128有2个地址映像区，地址范围不唯一，存在地址重叠。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 在MCS-51单片机中没有独立的I/O指令，将外部数据存储器与I/O接口统一编址，在设计
15、扩展电路时首先考虑各个芯片的地址编址问题。即存储器和I/O接口芯片的地址线及片选与单片机地址总线的连接问题。8.3 数据存储器的扩展第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.3.1 数据存储器和I/O接口扩展的基本方法 2.数据线的连接：P0口与存储器的8位数据线（D0D7）相连接3.控制线的连接：/RD接存储器的允许输出信号/OE/WR接存储器的写选通信号/WE ALE 接地址锁存器锁存信号G 1.地址线的连接：P0口经锁存器
16、接存储器低8位地址线(A0A7)P2口与存储器高位地址线(A8An-1)相连接4.片选信号的连接与地址译码P2口剩下的高位地址线作为片选信号第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 一般片选信号的产生有：线选法、译码法。线选法：以系统的高位地址作为存储器的片选信号。直接将地址线连接到存储芯片片选端。译码法：通过译码器对系统的高位地址进行译码，以译码输出作为存储芯片的片选信号。常用译码器芯片有74LS138（38）、74LS139（2
17、4）、74LS154（416）。有效地利用存储空间，最常用的存储器编址方法。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.3.2 数据存储器扩展实例单片机系统中常用的数据存储器是静态随机存储器(SRAM)，其典型的芯片有Intel公司的61系列6116（2K8位）、6264（8K8位）、62256（32K8位）等。A10A0：地址线D7D0：数据线：片选信号：数据输出允许信号：写选通信号6116芯片主要引脚：第八章第八章 单片机系统
18、总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 6116工作方式第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展例2 图8-10所示是某单片机系统扩展的数据存储器部分原理图。试求：（1）确定各个6264的地址范围？（2）编写将单片机内部RAM 40H开始的10字节的数据存放在26264中的汇编程序。图8-10 例2 原理简图 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3
19、 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 1）16264的地址范围是0000H1FFFH，26264的地址范围是2000H3FFFH。片选 单片机地址线A15 A14 13A12 A11 A1 A0地址值74LS139 B A6264=0 1#6264 00 0（）0 0 0 00 0 0 11 1 1 10000H0001H1FFFH 2#6264 00 1（）0 0 0 00 0 0 11 1 1 12000H2001H3FFFH第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.
20、3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 2）设数据存放在26264地址2100H2109H中，则程序段如下：MOV DPTR，#2100H；26264 地址MOV R0，#40H；R0存放内部RAM地址MOV R2，#0AH；十个数LOOP：MOV A，R0；取数 MOVX DPTR，A；存入外部RAMINC R0；修改地址指针INC DPTR；修改地址指针DJNZ R2，LOOP RET 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPR
21、OM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 EEPROM属于ROM的一种，兼有程序存储器和数据存储器的特点，在单片机系统中，既可用做程序存储器，又可用做数据存储器。串行EEPROM芯片的优点：体积小 成本低 电路连接简单 占用系统地址线和数据线少 8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 一般在以下情形扩展串行EEPROM：需要经常修改数据，又要在掉电后保持；需要设定某些初值，但这些初值并非每
22、次变化；防止系统受干扰而丢失关键数据，在程序恢复后需要恢复数据。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8.4.1 虚拟I2C总线扩展串行EEPROM的方法 Microchip公司生产的AT24Cxx系列是应用比较广泛的串行EEPROM存储器，它带有I2C总线接口。1.AT24C02概述（1）AT24C02引脚AT24C02芯片为2568的EEPROM，采用8脚DIP封装，如图8-11所示。VCC、GND：电源引脚SCL、SDA：
23、I2C总线引脚A0A2：地址引脚TEST：测试端，系统中可接地处理。图8-11 AT24C02引脚图 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展（2）AT24C02结构图8-12 AT24C02 EEPROM内部结构示意图第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展（3）AT2
24、4C02数据操作格式 写n个字节的数据格式：S SLAW A SUBADR A data1A data2A datanA P读n个字节的数据格式：S SLAW A SUBADR A S SLAR A data1A data2A datanP 对AT24C02内部存储单元读写时，除了要寻址该器件的节点地址外，还需指定存储器读写的子地址（SUBADR）第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 2.单片机IO口模拟I2C总线扩展AT24C
25、02 图8-14 8051 IO端口模拟I2C总线电路连接示意图 SDA24 EQU P3.3 SCL24 EQU P3.2读24C02子程序:RD24:PUSH ACC;SETB SDA24 CLR SCL24 CALL START24MOV A,#0A0H;CALL SHIFT8CALL ACKPOP ACCCALL SHIFT8CALL ACKCALL START24MOV A,#0A1HCALL SHIFT8CALL ACKSETB SDA24MOV R4,#8CLR ASETB SDA24RD000:RL ASETB SCL24MOV C,SDA24MOV ACC.0,CCLR SC
26、L24DJNZ R4,RD000RET开始准备START24:CLR SDA24SETB SDA24SETB SCL24CLR SDA24CLR SCL24RET停止条件STOP:CLR SDA24SETB SCL24SETB SDA24RET应答信号ACK:SETB SCL24CLR SCL24RET读、写数据SHIFT8:MOV R4,#8SH01:RLC AMOV SDA24,CSETB SCL24CLR SCL24DJNZ R4,SH01RET写入24C02 程序：WT24:PUSH ACCSETB SDA24CLR SCL24CALL START24MOV A,#0A0HCALL S
27、HIFT8CALL ACKPOP ACCCALL SHIFT8CALL ACKMOV A,BCALL SHIFT8CALL ACKCALL STOPCALL DELAY2RET第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 1.单片机系统接口的功能（1）数据的寄存和缓冲功能（2）地址译码和设备选择功能（3）信号转换功能（4）对外设的控制和联络功能（5）中断管理功能（6）可编程功能 8.5.1 单片机系统I/O接口扩展的基本概念 8.5 I
28、/O口的扩展第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 2.单片机与I/O设备之间的接口信息 单片机与I/O设备之间传送的信息，通常包括：数据信息 状态信息 控制信息这些信息传送是通过接口中的端口（Port）来完成的。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 端口是接口中C
29、PU可以用I/O指令对其直接访问的寄存器，一个典型的I/O接口如图8-15所示。图8-15 典型的IO接口 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 3.I/O信息传递方式（1）并行I/O以字节（或字）为单位，其中的各位同步地收发，称为并行I/O。并行接口的数据通道宽，硬件需求量大，但传送速度高，适用于较近距离。（2）串行I/O将每个字节（或字）按顺序以位（bit）为单位来进行传送，称为串行IO。串行接口的数据通道窄，硬件需求量小，
30、但传送的速度较低，适合于远距离使用。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展（1）TTL并行输入、输出接口 根据“输入三态，输出锁存”与总线相连的原则，可采用TTL电路或CMOS电路的锁存器、三态缓冲器扩展简单的I/O接口。如采用8位三态缓冲器74LS244组成输入口，采用8D锁存器74LS273，74LS373等组成输出口。8.5.2 一般I/O口的扩展1.简单I/O扩展 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源
31、扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 CLR Q0 D0 D1 Q1 Q2 D2 D3 Q3GNDVCCQ7D7D6Q6Q5D5D4Q4CLK74LS27374LS2441EN 1A1 2Y4 1A2 2Y3 1A3 2Y2 1A4 2Y1GNDVCC2EN 1Y1 2A4 1Y2 2A31Y3 2A21Y4 2A1当CLR为高电平，CLK的上升沿使D锁存。当EN为低电平，A信号传送到Y；EN为高电平，Y为高阻态。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单
32、片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 扩展举例：第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 例中74LS244和74LS273地址都为7FFFH（P2.7=0）。要求当某开关合上时相对应的LED点亮，开关断时相应的LED暗，其控制程序如下：M1：MOV DPTR，#7FFFH MOVX A，DPTR MOVX DPTR，A SJMP M1第
33、八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展（2）TTL串行输入、输出接口MCS51单片机串行口有4种工作方式，其中方式1方式3为异步通信，而方式0可用作同步移位寄存器，因此方式0即可用作IO扩展。MCS-51单片机串行口扩展时，必须采用串行输入并行输出的移位寄存器，由它再接外部设备，常用的芯片有74LS164；或者采用并行输入串行输出的移位寄存器，将外部信号移入单片机串行口缓冲器，常用的芯片有4014，4094等。单片机串行口扩展输出接
34、口 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 2.可编程I/O的扩展 可编程IO口可以通过程序设置引脚不同的工作方式，CPU不需要其他的硬件，一片芯片可扩展较多的IO接口，使用灵活方便，通用性强。Intel公司的可编程I/O接口芯片种类齐全，为MCS-51单片机扩展I/O接口提供了很大的方便，如8255A。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数
35、据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 8255A是一个典型的可编程通用并行接口芯片。它具有三个8位的并行口，有三种工作方式，可作为单片机与各种外设连接的接口电路。（1）8255A内部结构数据总线缓冲器读写控制逻辑A组控制B组控制口A口C高4口C低4口B D0D7/RD/WR/CSA0A1RESETPA0PA7PB0PB7PC4PC7PC0PC3图8-16 8255A内部结构图 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方
36、法8.5 I/O口的扩展（2）8255A的引脚 1）数据输入、输出引脚D0D7：用于传送数据和控制字2）IO口线PA0PA7：A口的输入、输出线PB0PB7：B口的输入、输出线PC0PC7：C口的输入、输出线3）控制及地址线：读信号线，低电平有效：写信号线，低电平有效：片选信号线，低电平有效A0、A1：端口地址选择信号 RESET：复位输入信号 图8-17 8255A引脚图 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展、A1、A0这几个
37、信号的组合决定了8255A的所有具体操作：/CS/RD/WR A1 A0操 作 数 据 传 送 方 式 0 0 1 0 0 读 A 口 A口数据 数据总线 0 0 1 0 1 读 B 口 B口数据 数据总线 0 0 1 1 0 读 C 口 C口数据 数据总线 0 1 0 0 0 写 A 口 数据总线数据 A口 0 1 0 0 1 写 B 口 数据总线数据 B口 0 1 0 1 0 写 C 口 数据总线数据 C口 0 1 0 1 1写控制口数据总线数据 控制口第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的
38、扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展（3）8255A的工作方式 8255A有3种基本的工作方式：方式0，方式1，方式2。其中PA口可以工作在3种方式，PB口可工作在方式0和方式1，PC口只能工作在方式0。1）工作方式0 方式0为基本输入、输出方式。这种方式下：PA、PB口各8位均定义为输入或输出，PC口的低4位及高4位可独立定义为输入或输出。定义为输出口均有锁存数据的能力，而定义为输入口无锁存能力。方式0适合于无条件传送方式，CPU直接执行输入输出指令。第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器
39、的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 2）工作方式1 方式1又称选通的输入输出方式。在这种方式下，PA口、PB口可作为数据的输入或输出口，但数据的输入输出要在选通信号控制下来完成，这些选通信号来自于PC口的某些位提供的。8255A 工作方式1下PC 口各位功能表PC口 方式1输出 方式1输入 PC口 方式1输出 方式1输入PC0 INTRBINTRBPC4 IO APC1 IBFBPC5 IO IBFAPC2 BPC6 AIOPC3 INTRAINTRAPC7 AIO第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单
40、片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 方式1输出的控制和状态信号：方式1输入的控制和状态信号：STB：选通输入信号线，输入,外部设备提供IBF：输入缓冲器满信号线，输出；INTR：中断请求输出信号。ACK：外设收到数据后的响应信号，输入OBF：输出缓冲器满信号，输出INTR：中断请求输出信号线第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 3）
41、工作方式2 方式2又称双向传输方式，只适用于PA口。PC口的5根线用来提供双向传输所需的控制信号，如图8-18所示。图8-18 8255A工作方式2联络信号 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展（4）方式控制字及状态字8255A三个端口的工作方式选择，由CPU写入的方式控制字确定。8255A的方式控制字由8位二进数组成，其格式如图8-19所示。图8-19 8255A方式控制字 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线
42、与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展 PC口有一特殊控制方式，可以通过写入控制字进行位操作控制，可按位置位（置1）或复位（清0）。如图8-20所示。图8-20 PC口位操作控制字 第八章第八章 单片机系统总线与资源扩展单片机系统总线与资源扩展8.1 单片机系统扩展的一般方法8.2 程序存储器的扩展8.3 数据存储器的扩展8.4 串行EEPROM的扩展与编程方法8.5 I/O口的扩展（5）8255A的应用/RD/WR P2.7 ALE8031 P0.7 0.0/RD/WR/CS8255AA1A0D7D0 PC7PC0PB7PB0PA7PA0 373G Q1 Q28255A的4个口地址分别为（无关位取1）：PA口 7FFCHPB口 7FFDHPC口 7FFEH控制字寄存器 7FFFH1）8255A与MCS-51单片机和外设的连接 MCS-51单片机管脚 8255A管脚P0.0P0.7 D0D7P3.6()P3.7()低位地址2位 A0、A1地址译码信号地址分析？