单片机输入输出IO扩展

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单片机IO扩展8155(二)

单片机IO扩展8155（二）引言概述：

本文是关于单片机IO扩展8155（二）的文档。单片机IO扩展8155是一种常用的外围芯片，通过它可以扩展单片机的IO口数量，增强单片机的输入输出能力。本文将从以下五个大点进行阐述：8155的工作原理、连接方式、编程方法、使用注意事项以及实际应用场景。

正文：

一、8155的工作原理：

1. 了解8155芯片的工作原理非常重要，它包含了输入输出和存储器的功能。通过将数据存储在8155的内部存储器中，可以对数据进行快速读取和写入。

2. 8155芯片的工作模式有三种，分别是输入模式、输出模式和可编程模式。根据需要选择合适的模式，以满足不同的应用需求。

二、8155的连接方式：

1. 了解8155芯片的引脚连接方式对于正常使用很重要。典型的连接方式包括将单片机的IO引脚与8155芯片的数据线、地址线和控制线相连。

2. 需要注意的是，在连接过程中要避免引脚连接错误或多余的接触点，以确保连接的稳定性和可靠性。

三、8155的编程方法：

1. 编写控制8155芯片的程序非常重要。通常，需要配置控制字寄存器、设置端口为输入或输出模式，并对数据进行读取和写入。

2. 在编写程序时，可以利用单片机的IO口的编程经验，结合8155芯片的读写操作进行编程。

四、8155的使用注意事项：

1. 在使用8155芯片时，需要遵循一些注意事项。例如，应注意适当的电源供应和地线连接，以确保8155芯片的稳定工作。

2. 此外，还需要注意数据的有效性和稳定性，以及合适的时序和时钟设置。

五、8155的实际应用场景：

51单片机总线扩展 io口扩展

51单片机的Flash外部扩展
一：存储器芯片与单片机可按如下方式连接：
1：地址线的连接：存储器低8位地址线A7~~A0连接锁存器74LS373输出口。存储器高8位地址线A15~~A8连接P2口（P2.7~~P2.0）。 2：数据线的连接：存储器的8位数据线和锁存器输入端连接P0口（P0.7~~P0.0）。
（2）最后51单片机内部安排了21个特殊功能寄存器，这里只列出P0、P1、P2、P3（带有”*” 表示寄存器是可以位寻址，这为51单片机的外部存储器扩展带来了极大的方便）。
2：单片机的I/O口 51单片机有4个并行I/O 口，分别命名为P0、P1、P2、 P3，它们是特殊寄存器中的4个，每个I/O口即可以作输入，也可以作输出。下面分别按照功能介绍。
3：PSEN 信号（外部取指控制，在访问外部ROM时， /PSEN信号会自动产生）连接Flash存储器/OE。 4：ALE 信号( ALE是地址锁存允许信号,在访问外部存储器RAM或RO）时，通常用它的下降沿来锁存P0口送出的低8位地址信号)连接 74LS373的使能端。 5：因为单片机是直接使用外部存储器所以/EA（ /EA是访问外部存储器的控制信号。当/EA无效（高电平）时，访问内部ROM；当/EA有效（低电平）时，访问外部ROM）直接接地。 6：单片机只扩展了一片Flash无片选，所以Flash的/CE直接接地。

简单的单片机I-O口扩展实例

简单的单片机I/O口扩展实例

扩展实例

简单的I/O口扩展通常是采用TTL或CMOS电路锁存器、三态门等作为扩展芯片，通过P0口来实现扩展的一种方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。下图为采用74LS244作为扩展输入、74LS273作为扩展输出的简单I/O口扩展。

芯片及连线说明

图中电路中采用的芯片为TTL电路74LS244、74LS273。其中，74LS244为8缓冲线驱动器(三态输出)，、为低电平有效的使能端。当二者之一为高电平时，输出为三态。74LS273为8D触发器，为低电平有效的清除端。当=0时，输出全为0且与其它输入端无关;CP端是时钟信号，当CP由低电平向高电平跳变时刻，D端输入数据传送到Q输出端。P0口作为双向8位数据线，既能够从74LS244输入数据，又能够从74LS273输出数据。输入控制信号由P2.0和相或后形成。当二者都为0时，74LS244的控制端有效，选通

74LS244，外部的信息输入到P0数据总线上。当与74LS244相连的按键都没有按下时，输入全为1，若按下某键，则所在线输入为0。输出控制信号由

P2.0和相或后形成。当二者都为0后，74LS273的控制端有效，选通

74LS273，P0上的数据锁存到74LS273的

输出端，控制发光二极管LED，当某线输出为0时，相应的LED发光。

I/O口地址确定

因为74LS244和74LS273都是在P2.0为0时被选通的，所以二者的口地

址都为FEFFH(这个地址不是惟一的，只要保证P2.0=0，其它地址位无关)。但是由于分别由和控制，因而两个信号不可能同时为0(执行输入指令，如MOVX A，@DPTR或MOVX A，@Ri时，有效;执行输出指令，如MOVX @DPTR，A或MOVX @Ri，A时，有效)，所以逻辑上二者不会发生冲突。

单片机数字输入输出接口扩展设计方法

单片机作为一种常见的微控制器，其数字输入输出接口的扩展设计方法是我们

在电子工程领域中经常遇到的任务之一。在本文中，我们将讨论单片机数字输入输出接口的扩展设计方法，并探讨其中的原理和应用。

在单片机系统中，数字输入输出（I/O）接口在连接外围设备时起着至关重要

的作用。通过扩展数字 I/O 接口可以为单片机系统提供更多的输入输出通道，从而

提高系统的功能和性能。下面将介绍几种常见的单片机数字 I/O 接口扩展设计方法。

1. 并行输入输出接口扩展

并行输入输出接口扩展是最常见和直接的扩展方法之一。通常，单片机的内部

I/O口数量有限，无法满足一些复杂的应用需求。通过使用外部并行输入输出扩展

芯片，可以将单片机的I/O口扩展到更多的通道，同时保持高速数据传输。这种方

法可以使用注册器和开关阵列来实现数据的输入和输出。

2. 串行输入输出接口扩展

串行输入输出接口扩展是一种节省外部引脚数量的方法。使用串行输入输出扩

展器，可以通过仅使用几个引脚实现多个输入输出通道。这种方法适用于具有较多外设设备且外围设备数量有限的应用场景。通过串行接口（如SPI或I2C）与扩展

器通信，可以实现高效的数据传输和控制。

3. 矩阵键盘扩展

矩阵键盘扩展是一种常见的数字输入接口扩展方法。很多应用中，需要通过键

盘输入数据或控制系统。通过矩阵键盘的使用，可以大大减少所需的引脚数量。通过编程方法可以实现键盘按键的扫描和解码，从而获取用户输入的数据或控制信号。

4. 脉冲编码调制（PCM）接口扩展

脉冲编码调制是一种常见的数字输出接口扩展方法。它通过对数字信号进行脉

单片机io口扩展技术详解

单片机如何扩展IO口？

首先我们先讲讲为什幺要扩展IO口。在我们使用51单片机的时候，有时候会出现IO口不够用的情况。比如键盘！这个时候IO口的资源就十分有限了。

按键是我们常用的器件，做某些东西的时候又不能缺少按键。如果一个按键对应一个IO口，那幺可想而知，按键所占的IO口的数量是很大的。单片机IO口的资源是有限的，因此我们要采取一些方法来扩展单片机的IO 口，控制按键所占的单片机IO口。

下面有几种方法可以扩展单片机的IO口：

1. 通过数据缓存器、锁存器来扩展单片机IO口。

这里采用74HC164来扩展单片机IO口。

IO接口扩展电路设计

概述：

设计目标：

设计一个IO接口扩展电路，使原有设备能够扩展2个输入接口和2

个输出接口，并实现数据的读取和写入功能。

设计方案：

本设计方案主要采用74HC138芯片作为IO口选择器，74HC273芯片

作为触发器，通过这两个芯片的组合，实现IO接口的扩展。具体设计如下：

1.输入接口扩展：

使用一个74HC138芯片，将其8个输入引脚分别连接到原有设备的数

据总线上，并将3个使能引脚和2个输出引脚连接到原有设备的控制总线上。通过控制使能引脚的状态，可以选择不同的输入端口进行数据读取。2.输出接口扩展：

使用一个74HC273芯片，将其8个输入引脚通过与门连接到原有设备

的控制总线上。通过控制输入引脚的状态，可以选择不同的输出端口进行

数据写入。此外，还需要将芯片的输出引脚连接到扩展设备的数据总线上，以实现数据的输出。

3.扩展电路控制：

通过一个微控制器或者其他逻辑电路，控制74HC138芯片和74HC273

芯片的使能和输入引脚的状态，从而实现对IO接口扩展电路的控制。

优化设计：

为了提高扩展电路的稳定性和可靠性，可以采取以下优化措施：

1.添加电源稳压电路，确保电路工作在稳定的电压范围内，避免电压波动对电路性能的影响。

2.添加滤波电路，用于滤除噪声信号，提高数据传输的稳定性和可靠性。

3.保证电路的接地良好，减少接地电阻和噪声干扰。

4.使用优质的连接器和电子元件，提高电路的可靠性和使用寿命。总结：

通过上述设计方案和优化措施，可以实现IO接口的扩展，并满足特定需求。扩展电路的设计需要考虑电路的稳定性、可靠性和数据传输的性能，合理选取芯片和电子元件，并进行必要的优化措施，以确保电路工作正常。此外，设计者还需要根据实际情况进行调试和测试，确保电路性能的稳定和可靠。

简单io口扩展实验报告

简单IO口扩展实验报告

本次实验旨在学习如何通过简单IO口扩展模块对单片机的IO口进行扩展，实现多个IO口的输入输出功能。

我们需要了解简单IO口扩展模块的基本原理和工作方式。简单IO 口扩展模块通过与单片机的SPI总线进行通信，实现对其内部寄存器的读写操作，从而实现对IO口的扩展。

在实验中，我们使用STM32F103C8T6开发板和简单IO口扩展模块，通过连接它们的SPI总线，可以将扩展模块的IO口与开发板的IO口进行连接，实现IO口的扩展。具体连接方式如下图所示：

（此处省略图片）

接下来，我们需要进行程序设计。在初始化时，需要设置SPI总线的相关参数，然后对扩展模块进行初始化，将其内部寄存器中的数据清零。然后，通过读写寄存器的方式，可以对扩展模块的每个IO 口进行配置，设置其输入输出状态、上下拉电阻等参数。

在程序中，我们可以通过读取扩展模块的输入口状态，判断是否有外部信号输入，根据需要进行相应的操作。例如，当输入口接收到高电平信号时，可以控制某个输出口输出高电平信号，从而实现控制设备的功能。

在实验中，我们可以通过连接LED和按键来进行简单的IO口扩展实验。将LED连接到扩展模块的输出口，按键连接到扩展模块的输入口，通过控制按键输入信号，实现对LED的控制。

总的来说，本次实验通过学习简单IO口扩展模块的原理和工作方式，掌握了通过SPI总线进行IO口扩展的方法，实现了对单片机多个IO口的输入输出控制，为后续的硬件控制和应用开发打下了基础。

单片机并行I-O口的扩展方法

单片机并行I/O口的扩展方法

摘要：由于在MCS-51单片机开发中P0口经常作为地址/数据复用总线使用，P2口作为高8位地址线使用，P3口用作第二功能(定时计数器、中断等)使用，所以对于51单片机的4个I/O口，其可以作为基本并行输入/输出口使用的只有P1口。因此在单片机的开发中，对于并行I/O口的扩展十分重要，主要分析3种扩展并行I/O口的方法。关键词： MCS-51单片机; 并行I/O口; 扩展

MCS-51单片机有4个并行的I/O口，分别为P0口、P1口、P2口和P3口，4个并行I/O 口在单片机的使用中非常重要，可以说对单片机的使用就是对这4个口的使用。这4个并行I/O口除了作为基本的并行I/O口使用，还常作为其他功能使用，如P0口经常作为地址/数据复用总线使用[1]， P2口作为高8位地址线使用，P3口用作第二功能(定时计数器、中断等等)使用。这样，单片机只有P1口作为基本的并行I/O口使用，如果在单片机的使用中对并行I/O口需求较多，对于并行I/O口的扩展就非常重要了。下面通过具体的实例(8位流水灯设计)来给出几种不同的并行I/O口扩展方法。为了更好地说明以下几种不同的并行I/O口扩展方法，假设利用单片机实现流水灯的设计。采用单片机的P1口设计流水灯，电路。

由图1可知，8只LED直接连接在单片机的P1口上，通过对单片机进行编程即可以实现8只发光二极管产生流水灯。1 使用单片机的串行口扩展并行I/O口单片机有一个全双工的串行口[2]，这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为移位寄存器使用。当单片机的串行口工作在模式0时，若外接一个串入/并出的移位寄存器(74LS164)，就可以扩展一个8 bit并行输出口；若外接一个并入/串出的移位寄存器(74LS165)，就可以扩展一个8 bit并行输入口。，单片机外接一个串入/并出的移位寄存器(74LS164)，这样就可以扩展8 bit并行输出口。

单片机的IO扩展

；设置要发送的字节个数；设置地址指针；设置串行口为方式0
；启动串行口发送过程；一帧未发完，等待
；取下一个数；未发完，继续，从子程序返回
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8.4 可编程并行接口芯片的扩展
常用的外围I/O接口芯片： 1. 82C55：可编程通用并行接口（3个8位I/O口）。 2. 81C55：可编程的IO/RAM扩展接口电路（2个8位I/O口，1个6
…………
；对数据进行处理
➢ 串行接收过程采用查询等待的方式，如必要，可改中断方式。
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2. 用74LS164扩展并行输出口
图8-14为51单片机的串口外接两片74LS164（8位串入并出移位寄存器）扩展两个8位并行输出口的接口电路。
图8-14 利用74LS164扩展16位并行输出口
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图8-5 74LS273封装图
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（2）74LS373
74LS373是一种带有三态输出门的8D触发器其内部结构如图8-6所示引脚分布如图8-7所示 • 数据输入由允许端G控制 • 数据输出由数据输出控制端控制 • 各触发器仅输出单一状态 • D1～D8为数据输入端 • Q1～Q8为数据输出端触发器的功能如表8-3所示常用作数据/地址锁存器
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【例8-3】将内部RAM单元30H、31H的内容经串行口由74LS164并行输出的子程序。

单片机IO扩展芯片

程序为：
……………….. RAMWR:MOV R0,#30H
思考：如果要把
MOV MOV
DPTR,#7E00H R2,#50
8155 RAM中，从地址为7E00H
RAMW:MOV A,@R0
开始的50个数据
RD WR PSEN ALE/ P TXD RXD
17 16 29 30 11 10
1 11
3 4 7 8 13 14 17 18
CLR CLK
1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D
1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q
2 5 6 9 12 15 16 19
7 4F2 7 3
A 1
3 2
❖ 当单片机从74LS244读取数据时应该为：
MOV DPTR，#7FFFH ；将74LS244的口地址送入DPTR
MOVX A，@DPTR ； 74LS244的端口读取数据到ACC
锁存器扩展输出口
• 利用74LS273进行输出口的扩展 VCC
1 CLR
31
11
2
19
CLK 1Q
2Q 5
18
3
6
4 1D 3Q 9
• 74LS244是一种8位的三态缓冲器。当它的控制端 1G（2G）为低电平时，输出等于输入；当它的控制端1G（2G）为高电平时，输出呈高阻态。

io口扩展原理

IO口扩展原理

IO口是计算机中的一种通用输入输出接口，它可以连接各种外部设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。但是，计算机的IO口数量是有限的，如果需要连接更多的外部设备，就需要进行IO口扩展。 IO口扩展的原理是通过芯片来实现的。常见的IO口扩展芯片有74HC595、74HC164、74HC573等。这些芯片都是串行输入并行输出的芯片，可以将一个串行输入的信号转换成多个并行输出的信号。以74HC595芯片为例，它有三个引脚：SER、SRCLK、RCLK。SER 是串行输入端，SRCLK是移位寄存器时钟，RCLK是并行输出寄存器时钟。当输入一个高电平信号到SER引脚时，芯片内部的移位寄存器就会将这个信号存储起来。每当SRCLK引脚接收到一个上升沿时，移位寄存器就会将存储的信号向左移动一位，同时将新的输入信号存储到最右边的位置。当移位寄存器中存储的位数达到8位时，就可以通过RCLK引脚将这8位信号输出到外部设备。

通过多个74HC595芯片的级联，可以实现更多的IO口扩展。例如，如果需要扩展16个IO口，就可以使用两个74HC595芯片级联，将第一个芯片的并行输出连接到第二个芯片的串行输入，这样就可以实现16位的并行输出。

除了74HC595芯片，还有其他的IO口扩展芯片可以使用。不同的

芯片有不同的特点和应用场景，需要根据具体的需求进行选择。

IO口扩展是一种常见的硬件扩展方式，可以帮助计算机连接更多的外部设备。通过了解IO口扩展的原理和使用方法，可以更好地应用这种技术，提高计算机的功能和性能。

io口扩展芯片

IO口扩展芯片是一种电子器件，用于扩展计算机或其他设备

的输入/输出接口。它可以提供额外的IO口，用于连接更多的

外部设备，如传感器、执行器、显示器等。这种芯片可以增加设备的可扩展性和功能性，并更好地满足用户的需求。

IO口扩展芯片通常由多个IO口、控制器和数据总线构成。它

可以通过SPI（串行外设接口）、I2C（串行总线接口）或其

他通信协议与主设备进行通信。通常情况下，扩展IO口芯片

有多个GPIO（通用输入/输出端口），可以用于连接不同类型

的外部设备。

通过使用IO口扩展芯片，可以实现以下功能：

1. 增加输入/输出端口数量：主设备通常只有有限的IO口，而IO口扩展芯片可以提供更多的IO口，用于连接额外的设备，

如按钮、开关、LED灯等。这样，用户可以更方便地控制和

监测多个设备。

2. 适配不同设备接口：某些设备可能具有不同的接口标准，如UART、ADC、PWM等。IO口扩展芯片可以提供这些不同接

口的转换功能，使得主设备可以与多种设备进行兼容。

3. 增强设备通信能力：通过连接多个扩展IO口芯片，可以实

现设备之间的并行通信，提高设备之间的数据传输速度和效率。

4. 支持中断功能：扩展IO口芯片通常具有中断功能，可以在

外部设备发生特定事件时，向主设备发送中断信号。这样可以极大地降低对主设备的轮询压力，提高系统的响应速度。

5. 灵活配置IO口：通过IO口扩展芯片，用户可以根据具体

需求进行IO口的配置和分配。这样可以更好地适应各种不同

的应用场景，提高系统的灵活性和可扩展性。

IO口扩展芯片在许多领域都有广泛应用，如工业控制、物联网、家庭自动化等。它们为设备提供了更高的可扩展性和灵活性，使得设备能够更好地满足用户需求。随着技术的不断发展，IO口扩展芯片也在不断演进，提供更多的功能和更高的性能，为各种应用场景带来更多的可能性。

单片机IO口扩展(一)2024

单片机IO口扩展（一）

引言概述：

在嵌入式系统设计中，单片机的IO口数量通常是有限的，这限制了我们对外部设备的连接和控制。为了解决这一问题，我们可以通过扩展单片机的IO口数量来满足实际应用需求。本文将介绍单片机IO口扩展的第一部分，包括外部设备选择、驱动芯片选型和IO 口扩展电路设计等方面。

正文：

1. 外部设备选择

- 根据实际需求确定需要连接和控制的外部设备，如LED灯、按键、数码管等。

- 考虑外部设备的电压、电流、接口类型等因素，选择合适的外部设备。

2. 驱动芯片选型

- 根据外部设备的特性和单片机的IO口电流输出能力，选择合适的驱动芯片。

- 考虑驱动芯片的工作电压、电流、IO口数量等因素，以及其与单片机之间的通信接口，如I2C、SPI等。

3. IO口扩展电路设计

- 根据选定的驱动芯片和外部设备的接口类型，设计IO口扩展电路。

- 确定IO口扩展的连接方式，如并行连接、串行连接等。

- 根据电路的功能需求，设计合适的电路板布局和元件连接方式。

4. IO口扩展程序设计

- 根据扩展IO口的功能需求，编写相应的程序代码。

- 设置单片机的IO口模式和功能，以及与驱动芯片之间的通信方式。

- 实现与外部设备的数据传输和控制。

5. IO口扩展的测试与调试

- 对已完成的IO口扩展电路进行测试，检查电路连接是否正常、IO口控制是否准确。

- 对程序进行测试，确保IO口扩展功能能够正常工作。

- 如有问题，进行调试和优化，直至IO口扩展功能正常工作。

总结：

本文介绍了单片机IO口扩展的相关内容，包括外部设备选择、驱动芯片选型、IO口扩展电路设计、程序设计和测试与调试等方面。通过扩展IO口数量，我们可以实现更多的外部设备连接和控制，满足实际应用需求。在实际应用中，我们还需根据具体情况进行系统的需求分析和设计，以及进一步优化和调试，以确保IO口扩展功能的稳定性和可靠性。

单片机的输入输出方式及应用案例

单片机的输入输出方式及应用案例单片机（Microcontroller，简称MCU）是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器和各种输入输出设备接口的微型计算机系统。它被

广泛应用于电子设备、自动化控制、嵌入式系统等领域。本文将介绍

单片机的输入输出方式及应用案例。

一、单片机的输入方式

单片机通过输入方式接受外部信号，常见的输入方式有以下几种：

1. 按键输入：通过连接按键开关与单片机的IO口实现输入。按键

可以是矩阵键盘、触摸按键等。单片机可以通过读取IO口的电平状态

来判断按键是否按下，从而触发相应的事件或功能。

2. ADC输入：ADC（Analog-to-Digital Converter）用于将模拟信号

转换为数字信号供单片机处理。通过ADC接口，单片机可以读取各种

类型的模拟信号，如温度、光强、电压等。常见的应用包括温度测量、光强检测等。

3. 串口输入：单片机可以通过串口接收器（UART）实现串行数据

的输入。串口输入广泛应用于与其他设备通信的场景中，如与电脑、

传感器、无线模块等进行数据交互。

二、单片机的输出方式

单片机通过输出方式控制外部设备，常见的输出方式有以下几种：

1. 数字IO口输出：单片机的数字IO口可以输出高或低电平来控制

外部设备。例如，通过控制IO口输出高电平，可以点亮LED灯，驱

动蜂鸣器等。

2. PWM输出：PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制是一种周

期性变化占空比的信号。单片机可以通过PWM输出口生成特定频率、特定占空比的PWM信号，广泛应用于电机控制、LED亮度调节等场

单片机IO口扩展技术

] 0 引言

在单片机家族的众多成员中，MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术、高可靠性和高性价比,占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，并成为国内单片机应用领域中的主流机型。

MCS-51单片机的并行口有P0、P1、P2和P3，由于P0口是地址／数据总线口，P2口是高8位地址线，P3口具有第二功能，这样，真正可以作为双向I／O口应用的就只有P1口了。这在大多数应用中是不够的，因此，大部分MCS-51单片机应用系统设计都不可避免的需要对P0口进行扩展。

由于MCS-51单片机的外部RAM和I／O口是统一编址的，因此，可以把单片机外部64K字节RAM空间的一部分作为扩展外围I／O口的地址空间。这样，单片机就可以像访问外部RAM存储器单元那样访问外部的P0口接口芯片，以对P0口进行读／写操作。用于P0口扩展的专用芯片很多。如8255可编程并行P0口扩展芯片、8155可编程并行P0口扩展芯片等。本文重点介绍采用具有三态缓冲的74HC244芯片和输出带锁存的74HC377芯片对P0口进行的并行扩展的具体方法。

1 输入接口的扩展

MCS-51单片机的数据总线是一种公用总线，不能被独占使用，这就要求接在上面的芯片必须具备“三态”功能，因此扩展输入接口实际上就是要找一个能够用于控制且具备三态输出的芯片。以便在输入设备被选通时，它能使输入设备的数据线和单片机的数据总线直接接通；而当输入设备没有被选通时，它又能隔离数据源和数据总线(即三态缓冲器为高阻抗状态)。

1.1 74HC2244芯片的功能

单片机中的IO口扩展原理及应用

单片机是一种在微处理器中集成了中央处理器、内存、输入/输出控制和时钟

等功能的微型计算机。在实际应用中，单片机的使用每況愈下，并逐渐被更高级的处理器所取代。然而，在一些特殊应用领域，如嵌入式系统和物联网设备中，单片机仍然扮演着重要的角色。在单片机中，IO口的扩展是一项关键的技术，用来增

加单片机的输入和输出接口数量。本文将探讨单片机中的IO口扩展原理及其应用。

一、单片机IO口扩展原理

在单片机中，IO口（Input/Output Port）用于连接外部电路和其他设备，扮演

着数据输入和输出的桥梁角色。然而，通常单片机内部只有有限的IO口数量。为

了满足复杂的应用需求，需要通过扩展技术来增加IO口的数量。

1. 并行IO口扩展

其中一种常见的IO口扩展技术是通过并行IO口扩展芯片来增加IO口数量。

该芯片通常由一个并行输入/输出移位寄存器和控制逻辑组成。通过串行通信协议，单片机可以控制并行IO口扩展芯片，以实现扩展IO口的输入和输出功能。这种

方式适用于需要大量IO口的应用，如工业控制和自动化设备。不过需要注意的是，并行IO口扩展芯片策略相对复杂，需要额外的引脚和电路设计，并且使用的软件

协议需要单片机和外部芯片之间的高速通信支持。

2. 串行IO口扩展

另一种常见的IO口扩展技术是通过串行IO口扩展芯片来增加IO口数量。串

行IO口扩展芯片通常采用常用的串行通信协议，如I2C（Inter-Integrated Circuit）

或SPI（Serial Peripheral Interface），通过少量的引脚连接到单片机。通过控制寄