I/O口扩展的概述
I/O(输入/输出)接口是MCS-51与外设交换数字信息的桥梁。
I/O扩展也属于系统扩展的一部分。
真正用作I/O口线的只有P1口的8位I/O线和P3口的某些位线。
I/O接口电路具有以下功能:
实现和不同外设的速度匹配
大多数的外设的速度很慢,无法和us量级的单片机速度相比。
单片机只有在确认外设已为数据传送做好准备的前提下才能进行I/O操作。
想知道外设是否准备好,需I/O接口电路与外设之间传送状态信息。
输出数据锁存
由于单片机工作速度快,数据在数据总线上保留的时间十分短暂,无法满足慢速外设的数据接收。I/O电路应具有数据锁存器,以保证接收设备接收。
输入数据三态缓冲
单片机具有多个输入设备时,使得数据总线上面可能挂有多个数据源,为不发生冲突,只允许当前正在进行数据传送的数据源使用数据总线,其余的应处于隔离状态。
I/O端口的编址
首先清楚I/O接口(interface)和I/O端口(port)的概念。
I/O端口:简称I/O口,指具有端口地址的寄存器或缓冲器。
I/O接口:是指单片机与外设间的I/O接口芯片。一个I/O接口芯片可以有多个I/O端口,
(1)数据口(2)命令口(3)状态口
I/O端口编址是给所有I/O接口中的寄存器编址。
I/O端口编址两种方式:独立编址与统一编址
独立编址方式
I/O寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址,但需专门读写I/O的指令和控制信号。
统一编址方式(MCS51采用这种方式)
I/O寄存器与数据存储器单元同等对待,统一编址。不需要专门的I/O指令,直接使用访问数据存储器的指令进行I/O操作,简单、方便且功能强。
每一接口芯片中的一个功能寄存器(端口)的地址就相当于一个RAM单元。
I/O数据的几种传送方式
为实现和不同的外设的速度匹配,I/O接口必须根据不同的外设选择恰当的I/O数据传送方式。
I/O数据传送的几种传送方式是:
(1)同步传送(2)异步传送(3)中断传送
(1)同步传送(无条件传送)
当外设速度和单片机的速度相比拟时,常采用同步传送方式,最典型的同步传送就是单片机和外部数据存储器之间的数据传送。
(2)查询传送方式(条件传送,异步式传送)
查询外设“准备好”后,再进行数据传送。
优点:通用性号,硬件连续和查询程序十分简单
缺点:效率不高
(3)中断传送
外设准备好后,发中断请求,单片机进入与外设数据传送的中断服务程序,进行数据的传送。中断服务完成后又返回主程序继续执行。工作效率高
I/O口概述小结
原因:MCS51单片机本身提供的口线不多(P1、P3)
方法:MCS51单片机将外扩I/O和外部数据存储器统一编址,用户可以把一部分外部数据存储器的空间(64k)作为I/O地址,通过MOVX指令完成对外扩口的输入输出。
实现:采用专门的外围接口芯片8155、8255等,采用一般的TTL芯片74LS377,74LS373等。
可编程I/O芯片8255A的扩展
引脚及结构介绍
-3个8位并行口PA、PB、PC,PC可分为高4位与低4位
-D0~D7数据端口
-A, B两组控制电路
-双向三态数据接口
-控制总线接口文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-761859.html
-复位控制RESET,高电平有效文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-761859.html
8255A的端口
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