单片机8255并行口扩展控制系统设计

单片机最小应用系统

设

计

报

告

指导老师：

学生：

学号：

机电工程学院

年月日

目录

一、设计题目 (3)

二、设计内容与要求 (3)

三、设计目的意义 (3)

四、系统硬件电路图 (3)

五、程序流程图与源程序 (4)

六、系统功能分析与说明 (6)

七、设计体会 (11)

八、参考文献 (12)

一、设计题目

8255并行口扩展控制系统设计。利用单片机AT89S51控制实现8255的PB口输出数据等于PA口输入数据。

二、设计内容与要求

（1）利用单片机AT89S51与8255A设计一个扩展控制系统设计。

（3）要求使用的元器件数目最少，电路尽可能简单。

（4）电源电压为＋5V。

三、设计目的意义

1、通过8255并行口扩展控制，进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，加

深对单片机理论知识的理解；

2、掌握单片机内部功能模块的应用；

3、掌握单片机的接口及相关外围芯片的特性、使用与控制方法；

4、掌握单片机的编程方法，调试方法；

5、掌握单片机应用系统的构建和使用，为以后设计和实现单片机应用系统打下

良好的基础。

四、系统硬件电路图

(2) PCB图如下：

图2：PCB图

五、程序流程图与源程序

5.1 程序流程图

图3：程序流程图5.2 源程序

#include

#define RD P0_3

#define WR P3_7

#define A0 P0_0

#define A1 P0_1

#define REST P3_6

#define CS P0_2

void main(void)

{

unsigned char get_data;

CS=0;

REST=1;

REST=0;

RD=1;

P2=0x90;

A0=1;

A1=1;

WR=0;

WR=1;

///////////////////////////////////////// 以前是初始化

P2=0xff;

A0=0;

A1=0;

WR=0;

WR=1;

P2 = 0xff;

while(1)

{

A0=0;

A1=0;

RD=0;

get_data=P2;

RD=1;

P2=get_data;

A0=1;

A1=0;

WR=0;

WR=1;

P2 = 0xff;

}

}

六、系统功能分析与说明

6.1 总体功能实现说明

本次设计单片机采用AT89S51,它是一种低功耗、高性能的8位CMOS微控制器。片内含有4KB的存储器(EPEROM)，与8031引脚和指令系统完全兼容。

89S51的VCC接+5V，VSS接地。复位引脚RESET外接RC电路和复位开关，可以实现人工复位。本系统采用按键电平复位，如硬件图所示。XTAL1和XTAL2引脚外接12MHZ晶振和两个30PF的电容。一般，单片机系统中高集成度芯片的电源端都应并联虑波电容，但此系统中只需扩展一个8255并对发光二极管进行控制，而不需要精确控制，所以没有接虑波电容。从系统实际运行情况看，没有接虑波电容未对系统稳定性造成影响。

89S51单片机中，没有单独的地址总线和数据总线，而是和P0口和P2口公用的：P0口分时地作为低8位地址线和8位数据线用，P2口则作为高8位地址线用。所以有16条地址线和8条数据线，但要注意，他们不是独立的总线，而是和I/O端口合用的。本系统是扩展8255，用到了89S51的P2口作为低8位地址线和数据线，高8位地址则由P0口控制，P0.0接在8255的A0上，P0.1接在A1上，8255的片选由P0.2控制。

本系统中要求实现8255的PB口输出数据等于PA口输入数据，我的做法是：在PA口接上开关，控制高低电平的变化；PB口则接上发光二极管，通过发光二极管的亮灭情况可知PB口的输出状态以及PA输入状态，从而达到系统的要求。为了很好地保护发光二极管，在每个发光二极管的回路上接上限流电阻，大小为1K，PA口的排阻大小为10K。当按下PA口的开关时，PB口相应的发光二极管将亮起。本设计可用于抢答器设计等领域。

6.2 功能介绍

(1) ATM89S51主要功能特性：

图4：MCS-51单片机的基本结构

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

主要功能特性：

·兼容MCS-51指令系统

·32个双向I/O口

·2个16位可编程定时/计数器

·全双工UART串行中断口线

·2个外部中断源