单片微机应用系统输入输出接口扩展技术.ppt

《单片微机应用系统输入输出接口扩展技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章单片微机应用系统输入/输出扩展技术⒈单片微机为什么需要I/O接口电路①外部设备的工作速度快慢差异很大。②外部设备种类繁多，既有机械式的，又有机电式的，还有电子式的。不同外部设备之间性能各异，对数据传送的要求也各不相同的。③外部设备的数据信号是多种多样的。④外设的数据传送有近距离的，也有远距离的。必须在单片微机和外设之间有一个接口电路，通过接口电路对单片微机与外设之间的数据传送进行协调。3.1概述接口电路主要功能：①速度协调由于速度上的差异，使得数据的I/O传送只能以异步方式进行，要知道外设是否准备好，就需要通过接口电路产生或传送外设的状态。②数据锁存在接口电路

2、中需设置锁存器，以保存输出数据直至为输出设备所接收。③三态缓冲只允许当前时刻正在进行数据传送的数据源使用数据总线，其它数据源都必须与数据总线处于隔离状态。④数据转换包括：模/数转换、数/模转换、串/并转换和并/串转换。⒉接口与端口接口特指计算机与外设之间在数据传送方面的联系。其功能主要是通过电路实现的，称之为接口电路。一个接口电路中可能包括有多个口，例如数据口、状态口和命令口等，一个接口电路就对应着多个口地址。★端口地址特定，注释也特定。⒊数据隔离技术计算机的I/O操作中，输入输出的数据都要通过系统的数据总线进行传送，为了正确地进行数据的传送，就必须解决数据总线的隔离问题。

3、使数据在设备需要的时候与数据总线接通，而在不需要的时候又能同数据总线隔开，这就是总隔离问题。对于输出设备的接口电路，要提供锁存器，当允许接收输出数据时闩锁打开，否则关闭。对于输入设备的接口电路，要使用三态缓冲电路或集成电路。(1)三态缓冲电路三态缓冲电路就是具有三态输出的门电路。三态，就是指低电平状态、高电平状态和高阻抗三种状态。当三态缓冲器的输出为高或低电平时，就是对数据总线的驱动状态；当三态缓冲器的输出为高阻抗时，就是对总线的隔离状态。在隔离状态下，缓冲器对数据总线不产生影响，犹如缓冲器与总线隔开一般。在电路中，由“三态控制”信号控制缓冲器的输出是驱动状态还是高阻抗状态

4、。(2)集电极开路门把集电极回路中的电阻去除，让集电极开路，就得到了集电极开路门电路。集电极开路器件的输出是低电平起作用，如果其中一个为低电平，则总的输出即为低电平。只有当所有连在一起的集电极开路器件的输出端均为高电平时，总的输出才是高电平时。对于这种逻辑关系有时也称之为“线或”。4.I/O编址技术有两种需要编址的部件：存储器，接口电路。接口电路则是对其中的端口进行编址，对端口编址是为I/O操作而进行的，也称为I/O编址。常用的I/O编址共有两种方式：⑴独立编址方式I/O地址空间和存储器地址空间相互独立，但需要专门设置一套I/O指令(如IN或OUT指令)和控制信号。(2)统

5、一编址方式把系统中的I/O和存储器统一编址，把接口中的寄存器（端口）与存储器中的存储单元同等对待，存储器映像编址。5.I/O数据传送的控制方式无条件传送方式、查询方式、中断方式和直接存储器存取（DMA）方式4种。在单片微机中主要使用前三种方式。(1)无条件传送方式同步程序传送。①具有常驻的或变化缓慢的数据信号的外部设备。例如：机械开关、指示灯、发光二极管、数码管等。②工作速度非常快，足以和CPU同步工作的外部设备。例如并行DAC，速度很快，单片微机可以随时向其传送数据，进行数/模转换。(2)程序查询方式有条件传送方式，把以程序方法对外设状态的检测称之为“查询”。为了实现查询

6、方式的数据输入输出传送，需要由接口电路提供外设状态，并以软件方法进行状态测试。(3)程序中断方式中断方式是单片微机中断请求的被动形式。当外设为数据传送作好准备之后，就向单片微机发出中断请求。3.280C51单片微机的输入/输出端口及应用3.2.180C51片内输入/输出端口及应用80C51的4个8位双向口，都具有数据I/O操作功能，可进行简单的I/O应用。⒈有关I/O口的指令80C51采用统一编址方式。4个I/O口(P0、P1、P2和P3)均属于内部的特殊功能寄存器SFR，地址分别为80H、90H、A0H和B0H，适用于SFR的指令都可用作输入/输出指令。⑴I/O口的数据

7、传送指令从口输出数据的指令有：MOVPx，AMOVPx，RnMOVPx，@RiMOVPx，direct从口输入数据的指令有：MOVA，PxMOVRn，PxMOV@Ri，PxMOVdirect，Px⑵I/O口的位操作指令80C51单片微机的I/O口都具有位寻址功能。位传送指令MOVPx.y，C位清0指令CLRPx.y位置1指令SETBPx.y位取反指令CPLPx.y位为1转移指令JBPx.y，rel位为0转移指令JNBPx.y，rel位为1转移清0指令JBCPx.y，rel可用于对口的位线进行操作。x为0，1，2，3