单片机-第8章 单片机的并行接口
单片机 第八章 习题参考答案
第八章习题参考答案一、填空题1、MCS-51外扩ROM、RAM或I/O时，它的地址总线是 P0、P2 口。
2、12根地址线可寻址 4 KB存储单元。
3、微机与外设间传送数据有程序传送、中断传送和 DMA传送三种传送方式。
4、 74LS138是具有3个输入的译码器芯片，其输出作为片选信号时，最多可以选中 8 块芯片。
5、74LS273通常用来作简单输出接口扩展；而74LS244则常用来作简单输入接口扩展。
6、并行扩展存储器，产生片选信号的方式有线选法和译码法两种。
7、在存储器扩展中，无论是线选法还是译码法，最终都是为了扩展芯片的片选端提供信号。
8、起止范围为0000H-3FFFH的存储器的容量是 16 KB。
9、11根地址线可选 2KB 个存储单元，16KB存储单元需要 14 根地址线。
10、32KB RAM存储器的首地址若为2000H，则末地址为 9FFF H。
11、假定一个存储器有4096个存储单元，其首地址为0，则末地址为 0FFFH 。
12、除地线公用外，6根地址线可选 64 个地址，11根地址线可选 2048 个地址。
13、单片机扩展的内容有程序存储器扩展、数据存储器扩展及 I/O口的扩展等。
二、选择题1、当8031外扩程序存储器8KB时，需使用EPROM2716（ C ）A、 2片B、 3片C、 4片D、 5片2、某种存储器芯片是8KB*4/片，那么它的地址线根数是（ C ）A、 11根B、 12根C、 13根D、 14根3、 74LS138芯片是（ B ）A、驱动器B、译码器C、锁存器 D、编码器4、 MCS-51外扩ROM、RAM和I/O口时，它的数据总线是（ A ）A、 P0B、 P1C、 P2D、P35、6264芯片是（ B ）A、 E2PROMB、 RAMC、 Flash ROMD、EPROM6、一个EPROM的地址有A0----A11引脚，它的容量为（ B ）。
A、2KBB、4KBC、11KBD、12KB7、单片机要扩展一片EPROM2764需占用（ C ）条P2口线。
并行IO扩展芯片8255
1
1
1
PC7
8255与单片机的连接
74LS373
AT89C51
P0.0-P0.7 ALE P2.7 WR RD RESET 8D G Q0 Q1 OE
D0-D7
PA
A0 A1
8255
CS WR RD RESET
PC
PB
EA
+5V
接片选/CS端,8255的(一组)寄存器地址可以是：
PA口:7000H PB口:7001H PC口:7002H 命令口:7003H
8255与单片机的连接
74LS373
AT89C51
P0.0-P0.7 ALE 8D G Q0 Q1 Q7 OE WR RD RESET
D0-D7 PA A0 A1 CS PC7 PC0
微型 打印机
8255
WR RD RESET
EA
+5V
Q7接片选/CS端,8255的(一组)寄存器地址可以是：
PA口:0000H PB口:0001H PC口:0002H 命令口:0003H
CPU向PA口输出数据
CPU向PB口输出数据 CPU向PC口输出数据 对控制寄存器写控制字 初始化8255时必须做的工作 没有选中，8255不工作 非法状态 非法状态 8255对系统总线呈高阻态 控制寄存器只能写不能读 8255对系统总线呈高阻态 向8255的I/O口写有效
注意：对PA,PB,PC三个口的任何读/写操作，就是对 PA,PB,PC这三个寄存器进行I/O操作.第4个寄存器是 控制字寄存器(命令字寄存器)
K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7
图8.5 简单I/O接口扩展电路
74HC244
简单并行I/O扩展（锁存器扩展） 在单片机的I/O口线不够用的情况下，可以借助 外部器件对I/O口进行扩展。可资选用的器件很 多，方案也有多种。
串行通信和并行通信的详解
串行通信
通信双方使用一根或两根数据信号线相连,同一 时刻,数据在一根数据信号线上一位一位地顺序 传送,每一位数据都占据一个固定的时间长度. 与并行通信相比,串行通信的优点是传输线少、 成本低、适合远距离传送及易于扩展.缺点是速 度慢、传输时间长等. 如计算机上常用的COM设备、USB设备和网络 通信等设备都采用串行通信.
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并行通信
以字节Byte或字节的倍数为传输单位 一次传送一个或一个以上字节的数据,数据的各 位同时进行传送 适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量 和快速的信息交换.计算机的各个总线传输数据 时就是以并行方式进行的. 并行通信的特点就是传输速度快,但当距离较远、 位数较多时,通信线路复杂且成本高.
半双工通信方式类似对讲机,某时刻A发送B接
收,另一时刻B发送A接收,双方不能同时进行发送
A 和接收.
B
A
K
K
a)单工通信b方 )半 式双工通
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图c为全双工通信方式Full Duplex.在这种方式 中,分别用2根独立的传输线来连接发送方和接 收方,A、B既可同时发送,又可同时接收.
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外同步
外同步通信的数据格式中没有同步字符,而是用 一条专用控制线来传送同步字符,使接收端及发 送端实现同步.当每一帧信息结束时均用两个字 节的循环控制码CRC为结束.
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②面向比特型的数据格式 根据同步数据链路控制规程SDLC,面向比特型 的数据每帧由六个部分组成.
第一部分是开始标志7EH； 第二部分是一个字节的地址场； 第三部分是一个字节的控制场； 第四部分是需要传送的数据,数据都是位bit的集 合； 第五部分是两个字节的循环控制玛CRC； 最后部分又是7EH,作为结束标志.
单片机并口工作
单片机并口工作1. 什么是单片机并口？单片机并口（Parallel Port），也称为并行接口，是一种用于连接计算机和外部设备的接口。
它通过多个并行数据线同时传输数据，相比于串口（Serial Port）来说，传输速度更快。
在单片机中，我们可以使用并口进行输入和输出操作。
通过控制这些数据线的电平状态，我们可以实现与外部设备的通信。
2. 单片机并口的工作原理单片机并口通常由8根数据线（D0-D7）、3根控制线（Strobe、Acknowledge、Busy）和5V电源线组成。
•数据线（D0-D7）：用于传输8位二进制数据。
•控制线：–Strobe：用于触发数据传输。
–Acknowledge：用于确认接收到的数据。
–Busy：指示外部设备是否可接收新的数据。
•5V电源线：为外部设备提供电源。
当我们要向外部设备发送数据时，首先将要发送的数据写入到8根数据线中。
然后，通过将Strobe线拉低再拉高来触发数据传输。
外部设备接收到数据后，会将Acknowledge线拉低表示已经成功接收到了数据。
而当我们要从外部设备读取数据时，首先将Strobe线拉低再拉高，通知外部设备准备好数据。
然后，通过读取8根数据线的电平状态来获取数据。
如果外部设备正在发送数据，Busy线会被拉低，我们需要等待Busy线恢复高电平后再读取数据。
3. 单片机并口的应用单片机并口广泛应用于各种外部设备的控制和通信中。
下面介绍几个常见的应用场景：3.1 打印机在过去，单片机并口最常见的应用就是连接打印机。
通过并口，我们可以向打印机发送打印任务，并获取打印机状态信息。
当我们要打印一张纸时，首先将要打印的内容转换为二进制数据，并写入到8根数据线中。
然后触发Strobe线，将数据发送给打印机。
打印机接收到数据后会进行相应的处理，并将Acknowledge线拉低表示已经成功接收到了数据。
同时，在打印过程中，我们可以通过读取Busy线的状态来判断打印机是否还在工作中。
单片机中的并行通信接口原理与应用
单片机中的并行通信接口原理与应用单片机是一种集成在一片硅上的微型计算机，广泛应用于各个领域，包括工业控制、嵌入式系统和通信设备等。
在许多单片机中，都存在并行通信接口，用于实现与外部设备的高速数据传输。
本文将介绍单片机中的并行通信接口的原理和应用。
首先，我们来了解一下并行通信接口的基本原理。
并行通信接口是指单片机与外部设备之间通过多条并行数据线同时传输数据的接口。
相比于串行通信接口，它具有更高的传输速度和更大的数据带宽。
在单片机中，常见的并行通信接口有并行接口总线（Parallel Interface Bus，PIB）和外部总线接口（External Bus Interface，EBI）等。
在并行接口总线中，数据的传输是通过多条数据线同时进行的。
一般而言，总线的数据线数量越多，数据传输的速度就越快。
在单片机中，常用的并行接口总线有数据总线（Data Bus）、地址总线（Address Bus）和控制总线（Control Bus）等。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输目标设备的地址，控制总线用于控制数据传输的开始、停止和中断等。
通过这些总线，单片机可以与外部设备进行高速数据传输。
除了并行接口总线，单片机还可以通过外部总线接口与外部设备进行通信。
外部总线接口允许单片机通过给定的引脚与外部设备进行数据的收发。
在外部总线接口中，单片机通过读取和写入不同的引脚来实现数据的传输。
外部总线接口通常包括数据引脚、地址引脚、控制引脚和时钟引脚等，通过这些引脚，单片机可以与外部设备进行数据的读写和控制。
在实际应用中，单片机的并行通信接口被广泛应用于各个领域。
例如，在工业控制系统中，单片机可以通过并行通信接口与传感器、执行器等设备进行数据的传输和控制。
通过这种方式，单片机可以实现对生产过程的监测和控制，提高生产效率和质量。
此外，在嵌入式系统中，单片机的并行通信接口可以用于与外部存储器的交互，实现数据的读写和存储。
这对于嵌入式系统的数据处理和存储非常重要。
中职教育-《89C51单片机实用教程》课件：第8章 89C51单片机并行输入输出(4).ppt
电路中, 将A15 (P2.7)、A14 (P2.6)、A13 (P2.5)连接 到三-八译码器74LS138的输入端，译码输出信号Y2用 作8255A的片选输入信号（CS）。
又将A12 (P2.4)、A11 (P2.3)连接到8255A的A1、A0 端，得到8255A的端口地址，如表所示。
MOV A，R5
MOV DPTR，#5000H : 8255A的C口地址
MOVX @DPTR，A
: 送LED位选码
LCALL DELAY
；延时1ms
INC R1
；修改缓存区地址指针
MOV A，R5
RL A
MOV R5，A
；修改位选指针R5
DJNZ R2，DISP ;6位显示完否？未完继续
LJMP LED
⑵. LED段码（字型码）查表 显示缓冲区中保存二进制数据, LED显示要输出段
码(字型码)。要将二进制数据译码为LED字型码。 译码方法一种是硬件译码, 采用专用的译码器电路。 另一种是软件译码, 在ROM中将段码作成一个表，
利用查表法查出不同字符的相应段码。简单,常用。 本例采用软件译码 (查表) 方法，用查表指令进行。
6位动态扫描显示状态
8.4.2 8255A连接的LED数码管显示器实例
1. 89C51和8255A的连接 89C51通过系统总线和8255A连接，其中： 89C51的P0口为8位双向数据总线，和8255A的
D0-D7相连。 89C51的P0口分时输出低8位地址信号A0-A7，
在本例中，没有使用低位地址。 89C51的P2口输出高8位地址信号A8-A15。 89C51的P3口中的P3.7 (RD)、P3.6 (WR)输出
第8章单片机系统扩展及接口
8.3 扩展数据存储器
单片机片内数据存储器小，仅128B，往往需要扩 展。 8. 3. 1 常用的数据存储器芯片简介
8.4 简单并行I/O口的扩展
8. 4. 2 简单I/O接口的扩展方法 常用74LS244作输入接口芯片，起缓冲作用；用74LS273作输出接
口芯片，起锁存作用。
8.4 简单并行I/O口的扩展
扩展的输入输出口地址均为：
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
程序段如下：
8.5 扩展8155可编程外围并行接口芯片
1）对定时器赋初值和设定输出波形： 定时器/计数器寄存器地址：7F04H、7F05H
MOV DPTR，#7F04H MOV A，#24 MOVX @DPTR，A
INC DPTR MOV A，#01000000B MOVX @DPTR，A （2）设定A、B口的工作方式并启动定时器工作：
P2.7=0 P2.0=1
P2.1~P2.6均取1
8.5 扩展8155可编程外围并行接口芯片
二、8155的基本操作程序段 1、对8155中的RAM进行操作
例1 （1）向8155RAM中的5FH单元写入数据32H； （2）从8155RAM中的98H单元读取数据。
程序段如下： （1）写数据：
MOV DPTR，#7E5FH MOV A，#32H MOVX @DPTR，A （2） 读数据： MOV DPTR，#7E98H MOVX A ，@DPTR
单片机-第8章 单片机的并行接口
单片机-第8章单片机的并行接口单片机第 8 章单片机的并行接口在单片机的世界里，并行接口是一个至关重要的概念。
它就像是单片机与外部世界进行快速、高效交流的“高速公路”。
接下来，让我们一起深入了解单片机的并行接口。
并行接口，顾名思义，是能够同时传输多位数据的接口。
相较于串行接口每次只能传输一位数据，并行接口的传输速度更快，效率更高。
这使得它在需要大量数据快速传输的场景中发挥着重要作用。
在单片机中，常见的并行接口包括 8 位、16 位甚至 32 位的并行接口。
以 8 位并行接口为例，它可以在一个时钟周期内同时传输 8 位的数据，想象一下，这就像是 8 辆车同时在一条道路上行驶，大大提高了数据的运输效率。
并行接口的工作原理其实并不复杂。
它通过一组并行的数据线来传输数据，同时还需要一些控制线来协调数据的传输过程。
比如，读写控制线用于指示是读取数据还是写入数据，片选线用于选择特定的外部设备进行通信。
当单片机要向外部设备发送数据时，它会将数据准备好放在数据线上，并通过控制线发出相应的信号，告诉外部设备可以接收数据了。
而当单片机要从外部设备读取数据时，它会通过控制线发出读取信号，然后从数据线上接收外部设备传来的数据。
在实际应用中，并行接口有着广泛的用途。
比如说，它可以用于连接外部存储器，如静态随机存储器（SRAM）或闪存（Flash）。
这样，单片机就能够快速地读取和写入大量的数据，为程序的运行和数据的存储提供了有力支持。
此外，并行接口还可以用于连接显示设备，如液晶显示屏（LCD）。
通过并行接口，可以快速地将图像数据传输到显示屏上，实现清晰、流畅的显示效果。
然而，并行接口也并非完美无缺。
它的一个明显缺点就是需要大量的引脚。
例如，一个 8 位的并行接口就需要 8 根数据线，再加上控制线等，引脚数量会比较多。
这在引脚资源有限的单片机中可能会成为一个问题。
另外，并行接口的布线也相对复杂，容易受到干扰，从而影响数据传输的准确性和稳定性。
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案 - 第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1、AT89S51的串行异步通信口为（单工/半双工/全双工）。
答：全双工。
2. 串行通信波特率的单位是。
答：bit/s3. AT89S51的串行通信口若传送速率为每秒120帧，每帧10位，则波特率为答：12004．串行口的方式0的波特率为。
答：fosc/125．AT89S51单片机的通讯接口有和两种型式。
在串行通讯中，发送时要把数据转换成数据。
接收时又需把数据转换成数据。
答：并行，串行，并行，串行，串行，并行6．当用串行口进行串行通信时，为减小波特率误差，使用的时钟频率为 MHz。
答：11.05927．AT89S51单片机串行口的4种工作方式中，和的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关，另外两种方式的波特率是固定的。
答：方式1，方式38．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。
答：方式1。
9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。
答：相同的。
10．串行口工作方式1的波特率是。
答：方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率二、单选1．AT89S51的串行口扩展并行I/O口时，串行接口工作方式选择。
A. 方式0B.方式1C. 方式2D.方式3答：A2. 控制串行口工作方式的寄存器是。
A．TCON B.PCON C. TMOD D.SCON答：D三、判断对错1．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。
对2．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。
对3．串行通信方式2或方式3发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。
错4．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。
对5．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。
对6. 串行口工作方式1的波特率是固定的，为fosc/32。
错7. AT89S51单片机进行串行通信时，一定要占用一个定时器作为波特率发生器。
bxjk
第八章并行接口与应用８－１并行接口的基本概念接口是连接单片机与外设的通道，其功能和作用在第五章已经介绍。
并行接口（简称并行口）在同一时刻，以字节或字为单位，与I/O设备进行数据交换。
为了保证数据正确传送，并行口应具有锁存功能，隔离功能和联络功能。
因此，并行口中包括输入缓冲寄存器、输出缓冲寄存器、控制寄存器和状态寄存器。
输入／输出缓冲寄存器实现数据的输入和输出；状态寄存器提供外设的各种状态，供单片机查询；控制寄存器接收单片机对接口的控制命令。
单片机有四个并行I/O口,能实现简单的数据I/O操作，但其功能毕竟有限。
因为在单片机的口电路中，只有数据锁存和缓冲功能，而没有状态寄存器和控制寄存器，因此难以满足复杂的I/O 的操作要求。
除此之外，还有数量上的原因。
单片机虽然号称四个8位双向I/O口，但实际应用中，特别是系统需要扩展外部程序存储器和数据存储器时，这些口往往不能全部用于I/O的目的，其中大部分被用来构造系统总线使用（P0分时为低八位地址总线和数据总线、P2为高八位地址总线、P3为第二功能的控制线则更为重要），真正能使用的只有P1口。
鉴于单片机的I/O资源有限，所以实际上不得不使用扩展的办法。
由于单片机的外部RAM和I/O接口是统一编址的，用户可把外部RAM （数据存储器）单元的一部分作为扩展I/O接口的地址空间，每一个接口相当于一个数据存储器存贮单元，CPU可象访问外部数据存储器那样访问外接口，进行I/O 操作。
８－２可编程并行接口芯片8255A一、8255A的内部结构及引脚8255A是Intel公司8088/8086微机外围接口芯片，由于51系列单片机与其总线结构相同，因此可以直接通用。
与其类似的有Motorola公司的MC6820，Zilog公司的Z80-PIO芯片等等。
8255A的最大特点在于其工作方式的确定和改变是用程序编程以软件的方法实现，因而称之为可编程接口芯片。
它的结构与引脚如图：（一）内部结构8255A内部有A口、B口和C口3个8位的数据口；A组和B组两组控制电路；数据总线缓冲器和读／写控制逻辑电路三大部分组成。
单片机原理与接口技术第8章输入通道和输出通道
输入通道的特点如下：
1)输入通道的类型取决于从传感器送入信号的类 型，由于不同的信号需要不同的转换电路，这也 就决定了输入通道的类型。
2)输入通道的主要技术指标是信号的转换精度和 速度，它们是选择转换器件的依据。
3)输入通道往往是模拟电路和数字电路的混合电 路，对于传感器输出的微弱信号必须加以放大。
5） ：DAC寄存器的写信号，低电平有效。
6） ：数据传送控制信号（输入），低电平有效。 和 两个信号控制DAC寄存器是数据直通方式还是数 据锁存方式；当 =0和 =0时，为DAC寄存器直通方 式；当 =1和 =0时，为DAC寄存器锁存方式。
7）OE：输出允许信号。当OE端输入高电平信号时，三态输出 锁存器将A-D 转换结果输出。
8）D0～D7：数字量输出端。D0为最低有效位（LSB），D7 为最高有效位（MSB）。D0～D7的内部电路为三态缓冲输出 形式 ，可以和单片机的数据线直接相连。
9）VREF (+) , VREF (－)：正负基准电压输入端。作为逐次逼 近的基准。基准电压的中心值即1/2 （VREF(+)+VREF(－)）应 接近1/2VCC，其典型值VREF(+)=+5V，VREF (－) =0V。
5）START：A-D 转换信号输入端。有效信号为一正脉冲。在 脉冲上升沿，A-D 转换器内部寄存器均被清零，在其下降沿开 始A-D 转换。
6）EOC：A-D 转换结束信号。在START信号上升沿之后0～ （2μs+8个时钟周期）时间内，EOC变为低电平。这一点在启 动A-D 转换后查询EOC信号时须加注意。当A-D 转换结束后， EOC立即输出一正阶跃信号，可用来作为A-D 转换结束的查询 信号或中断请求信号。
单片机第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1、AT89S52的串行异步通信口为（单工/半双工/全双工）。
答：全双工。
2. 串行通信波特率的单位是。
答：bit/s3. AT89S52的串行通信口若传送速率为每秒120帧，每帧10位，则波特率为答：12004．串行口的方式0的波特率为。
答：fosc/125．AT89S52单片机的通讯接口有和两种型式。
在串行通讯中，发送时要把数据转换成数据。
接收时又需把数据转换成数据。
答：并行，串行，并行，串行，串行，并行6．当用串行口进行串行通信时，为减小波特率误差，使用的时钟频率为 MHz。
答：11.05927．AT89S52单片机串行口的4种工作方式中，和的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关，另外两种方式的波特率是固定的。
答：方式1，方式38．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。
答：方式1。
9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。
答：相同的。
10．串行口工作方式1的波特率是。
答：方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率二、单选1．AT89S52的串行口扩展并行I/O口时，串行接口工作方式选择。
A. 方式0B.方式1C. 方式2D.方式3答：A2. 控制串行口工作方式的寄存器是。
A．TCON B.PCON C. TMOD D.SCON答：D三、判断对错1．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。
对2．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。
对3．串行通信方式2或方式3发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。
错4．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。
对5．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。
对6. 串行口工作方式1的波特率是固定的，为fosc/32。
错7. AT89S51单片机进行串行通信时，一定要占用一个定时器作为波特率发生器。
单片机中常见的接口类型及其功能介绍
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机（microcontroller）是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中，用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口（USART）：USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输，常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI（串行外围接口）：SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口，通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性，可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线，用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输，可以实现多主多从的通信方式，并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO（通用输入/输出）：GPIO接口是单片机中最常见的接口之一，用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态，可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC（模数转换器）：ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号，常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口，单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号，便于处理和分析。
3. DAC（数模转换器）：DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口，单片机可以控制外部设备的模拟量输出，如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM（脉冲宽度调制）：PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期，可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S（串行音频接口）：I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
第8章 单片机的并行扩展技术
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1
1 1 0 0
读A口
读B口 读C口 写A口 写B口
0
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1
1
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1
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1
0
0
写C口
控制口
34 33 32 31 30 29 28 27 5 36 9 8 35 6
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
RD
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7
8.2 简单I/O接口扩展 通常通过数据缓冲器、锁存器来扩展简单I/O口。只要具有输 入三态、输出锁存的电路，就可以用作I/O接口扩展。 ， 图8.1是利用74LS373和74LS244扩展的简单I/O接口。其中 74LS373扩展并行输出口，74LS244扩展并行输入口。74LS373 是一个带输出三态门的8位锁存器，具有8个输入端DO～D7，8个 输出端QO～Q7，G为高电平时，则把输入端的数据锁存于内部锁 存器，为输出允许端，低电平时把锁存器中的内容通过输出端输 出。
8.1.2 I/O端口的编址 I/O端口简称I/O口，是指具有地址的寄存器或缓冲器，端口 是接口的组成部分。而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端口组成。这些端口分为：
1. 数据口 2. 命令口 3. 状态口 I/O的端口编址是给所有I/O接口中的寄存器编址。I/O端口编 址有以下两种方式： 1. 独立编址 I/O的寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址。优点是不占 用外部数据存储器的空间；缺点是需要专门的读写控制信号。编 程稍为复杂一些。 2. 统一编址 I/O寄存器与外部数据存储器单元同等对待，统一编址。优 点是直接使用访问外部数据存储器的语句进行I/O操作，简单、方 便且功能强：缺点是占用了一部分外部数据存储器的地址，使外 部数据存储器的可用地址减少了。 89C51单片机采用的是统一编址方式。
单片机并行通信接口设计与实现方法
单片机并行通信接口设计与实现方法摘要：本文主要介绍了单片机并行通信接口的设计与实现方法。
首先简要介绍了单片机的基本概念和工作原理，然后详细分析了并行通信接口的设计要求和实现步骤，包括硬件设计和软件编程。
接着，本文提出了一种基于单片机的并行通信接口设计方案，并通过具体实例进行演示。
最后，对并行通信接口的优势和应用进行了总结和展望。
一、引言单片机作为一种微处理器，具有体积小、功率低、成本低等优点，被广泛应用于各种控制系统中。
在很多应用场景中，单片机需要与其他设备进行通信，因此通信接口的设计和实现显得尤为重要。
本文主要聚焦于单片机并行通信接口的设计与实现方法。
二、单片机基本概念和工作原理单片机是一种集成电路，主要由中央处理器、存储器和输入输出设备组成。
它通过执行预先编写的程序实现各种功能。
单片机的工作原理可以大致分为四个步骤：取指令、译码指令、执行指令和写回结果。
三、并行通信接口的设计要求并行通信接口是指同时传送多个二进制信息位的通信接口。
在设计并行通信接口时，需要考虑以下几个方面的要求：1. 数据传输速率要满足实际需求；2. 数据传输的可靠性要得到保证；3. 接口设计要简单、易于实现；4. 对外部设备的兼容性要好。
四、并行通信接口的实现步骤实现并行通信接口主要包括硬件设计和软件编程两个方面。
1. 硬件设计：硬件设计主要涉及以下几个方面：1.1 电平转换：由于单片机的工作电平与其他设备的工作电平可能不一致，因此需要进行电平转换；1.2 时钟同步：单片机与外部设备之间的通信需要一个共同的时钟信号来同步数据传输；1.3 数据传输线路：并行通信需要多条数据传输线路，传输的数据位数取决于实际需求；1.4 控制信号：控制信号用于控制数据的传输方向、时序等。
2. 软件编程：软件编程主要涉及以下几个方面：2.1 初始化：设置并行通信接口所需的控制寄存器等；2.2 数据传输：根据实际需求，编写相应的数据传输函数；2.3 异常处理：处理并行通信过程中的异常情况，保证通信的可靠性。
单片机第8章新
；与R0配合，访问外RAM ；要取出数据的首地址 ；R0的初始值为0
；取ROM单元内容 ；送入外部RAM单元
INC R0
；循环次数加1，同时外部
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可以确定各芯片地址为： 2764(IC1)和6264(IC3) ：4000H~5FFFH，或C000H~DFFFH ； 2764(IC2)和6264(IC4) ：2000H~3FFFH ，或A000H~BFFFH ；
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【例8-3】采用译码法扩展2片8KB的6264 RAM和2片8KB的 2764 EPROM。可用地址线P2.6、 P2.5进行2-4译码，Y0~Y3选 通4片存储芯片，各片地址都不同。
如 27128为128K bit容量，或16K byte，需14根地址线。
芯片引脚功能： A0～A15：地址线引脚。它的数目由芯片的存储容量决定，
用于进行单元选择。 D7～D0：数据线引脚。 CE：片选控制端，低电平有效。 OE：输出允许控制端，低电平有效。
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§ 8.3.2 程序存储器的操作时序 一、访问程序存储器的控制信号 1、ALE：用于低8位地址锁存控制。 2、PSEN：片外程序存储器“读选通”控制信号。
常用的译码器芯片有74LS138(3-8译码器)、74LS139(双2-4 译码器)。
若全部高位地址线都参加译码，称为全译码； 若仅部分高位地址线参加译码，称为部分译码。部分译码 存在着部分存储器地址空间相重叠的情况。
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例如，要扩8片8KB的RAM 6264，如何通过74LS138把64KB空 间分配给各个芯片？(8K需13根地址线)
6216(1)： 1 1 1 0 X 000 1 1 1 0 X 111
第八章--IO接口扩展设计及应用
本章主要介绍MCS-51系列单片机接口电路、 系列单片机接口电路、 本章主要介绍 系列单片机接口电路 简单接口和可编程接口8255、8155、8279的结构原 、 简单接口和可编程接口 、 的结构原 理及应用。要求重点掌握 理及应用。要求重点掌握MCS-51系统单片机接口 系统单片机接口 电路、简单电路和可编程接口 电路、简单电路和可编程接口8255、8155内部结构 、 内部结构 及应用方法。 及应用方法。
8 2 5 5 A 芯 片 介 绍
8255A的引脚如图 所示。8255A的结构框图如 的引脚如图8-1所示 的引脚如图 所示。 的结构框图如 所示。 图8-2所示。 所示
它由以下几个部分组成： 它由以下几个部分组成： (1)数据端口 、B、C 数据端口A、 、 数据端口 ①PA口：一个 位数据输出锁存器 口 一个8位数据输出锁存器 和缓冲器；一个8位数据输入锁存器 位数据输入锁存器。 和缓冲器；一个 位数据输入锁存器。 ②PB口：一个 位数据输出锁存器 口 一个8位数据输出锁存器 和缓冲器；一个8位数据输入缓冲器 位数据输入缓冲器。 和缓冲器；一个 位数据输入缓冲器。 位的输出锁存器； ③PC口：一个 位的输出锁存器； 口 一个8位的输出锁存器 一个8位数据输人缓冲器 位数据输人缓冲器。 一个 位数据输人缓冲器。
1．“方式”选择控制字 ． 方式” 8255A的工作方式，它可由 的工作方式， 送出一个控制字到8255A的控制 的工作方式 它可由CPU送出一个控制字到 送出一个控制字到 的控制 字寄存器来选择。 字寄存器来选择。
这个控制字的格式如图8-3所示，可以分别选择端口 和端口 和端口B的工作方 这个控制字的格式如图 所示，可以分别选择端口A和端口 的工作方 所示 端口C分成两部分 上半部分随端口A，下半部随端口B。 分成两部分， 式，端口 分成两部分，上半部分随端口 ，下半部随端口 。 端口A有方式 、 和 三种 而端口B只能工作于方式 三种， 只能工作于方式0和 。最高位D7是 端口 有方式0、1和2三种，而端口 只能工作于方式 和1。最高位 是 有方式 该控制字的标志位，其状态固定为1，用于表明本字节是方式控制字。 该控制字的标志位，其状态固定为 ，用于表明本字节是方式控制字。
《单片机微型计算机原理与接口技术》第八章 80C51单片微机的系统扩展原理与接口技术
②开始数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线（SDA ）上发生一个由高电平到低电平的变化作为起始信号（START） ，启动I2C 总线。I2C总线所有命令必须在起始信号以后进行。 ③停止数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线 （SDA）上发生一个由低电平到高电平的变化，称为停止信号（ STOP）。这时将停止I2C 总线上的数据传送。 ④数据有效性 在开始信号以后，串行时钟线（SCL）保持高电平的周期 期间，当串行数据线（SDA）稳定时．串行数据线的状态表示数 据线是有效的。需要一个时钟脉冲。 每次数据传送在起始信号（START）下启动，在停止信号 （STOP）下结束。 在I2C总线上数据传送方式有两种，主发送到从接收和从发 送到主接收。它们由起始信号（START）后的第一个字节的最低 位（即方向位R／W）决定。
①串行数据线（MISO、MOSI） 主机输入／从机输出数据线（MISO）和主机输出／ 从机输入数据线（MOSI），用于串行数据的发送和接收。 数据发送时．先传送MSB（高位），后传送LSB（低位）。 在SPI设置为主机方式时，MISO线是从机数据输入线 ，MOSI是主机数据输出线；在SPI设置为从机方式时， MISO线是从机数据输出线，MOSI是从机数据输入线。
8.1.1外部并行扩展原理
单片微机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。 80C51系列带总线的单片微机芯片引脚可以构成图8－1所 示的三总线结构．即地址总线（AB）数据总线（DB）和控制总 线（CB）。具有总线的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 （1）地址总线（AB） 地址总线由单片微机P0口提供 低8位地址A0～A7，P2口提 供高8位地址A8～A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复 用口，只能分时用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0～A7必 须用锁存器锁存。 锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信 号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0～A7锁存。P0、P2口 在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。 由于地址总线宽度为16位，故可寻址范围为64 KB。 （2）数据总线（DB） 数据总线由P0口提供，用D0～D7表示。P0口为三态双向
单片机的系统扩展原理及接口技术 第8章习题答案 高锋第二版
第8章思考与练习题解析【8—1】简述单片机系统扩展的基本原则和实现方法。
【答】系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。
系统扩展是指单片机内部各功能部件不能满足应用系统要求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。
80C5 1系列单片机有很强的外部扩展能力，外围扩展电路芯片大多是一些常规芯片，扩展电路及扩展方法较为典型、规范。
用户很容易通过标准扩展电路来构成较大规模的应用系统。
对于单片机系统扩展的基本方法有并行扩展法和串行扩展法两种。
并行扩展法是指利用单片机的三组总线(地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB)进行的系统扩展；串行扩展法是指利用SPI三线总线和12C双线总线的串行系统扩展。
1．外部并行扩展单片机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。
为了满足系统扩展要求，80C51系列单片机芯片引脚可以构成图8-1所示的三总线结构，即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB。
单片机所有的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。
2．外部串行扩展80C51．系列单片机的串行扩展包括：SPI(Serial Peripheral Interface)三线总线和12C双总线两种。
在单片机内部不具有串行总线时，可利用单片机的两根或三根I／O引脚甩软件来虚拟串行总线的功能。
12C总线系统示意图如图8—2所示。
【8—2】如何构造80C51单片机并行扩展的系统总线?【答】80C51并行扩展的系统总线有三组。
①地址总线(A0～A15)：由P0口提供低8位地址A0～A7，P0 口输出的低8位地址A0～A7必须用锁存器锁存，锁存器的锁存控制信号为单片机引脚ALE输出的控制信号。
由P2口提供高8位地址A8～A1 5。
②数据总线(DO～D7)：由P0 口提供，其宽度为8位，数据总线要连到多个外围芯片上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。
哪个芯片的数据通道有效则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。
③控制总线(CB)：包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。
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1．8155的内部结构
图8-1 8155的内部结构
8155芯片各组成部分的作用：
双向数据总线缓冲器：用于缓冲存储单 片机与8155的RAM之间的读/写数据。 地址锁存器：用于锁存单片机送给8155 的端口地址或RAM单元地址。 地址译码器：用于对地址锁存器送来的 低3位地址进行译码，根据译码输出，选择 命令/状态寄存器、定时器/计数器或A、B 和C 3个I/O寄存器中的某一个工作。
命令寄存器和状态寄存器：命令寄存器存放 单片机送来的命令字，只能写入；状态寄存器 存放8155的状态字，只能读出。 定时器/计数器：是一个二进制14位的减法 计数器。计数器初值由单片机送入，由TIMER IN引脚上输入的脉冲实现减1计数控制，并根据 不同的计数输出方式从TIMER OUT引脚输出相 应的波形。作为定时器使用时，TIMER IN引脚 应输入频率恒定的周期脉冲。
读写控制器：根据和线上的信号，控制 单片机与8155之间所传信息的 读写。
RAM存储器：容量为256字节，用于存 放实时数据。存储器存储单元地址由地址 锁存器指定。
I/O寄存器：A、B和C 3个端口各有一 个I/O寄存器。其中A、B端口的I/O寄存器 为8位，用于存放外设的输入/输出数据；C 口的I/O寄存器为6位，用于存放输入/输出 数据或命令/状态信息。8155在某一时刻只 能选中某个I/O寄存器工作，这由单片机送 给8155的命令字决定。
PC1、PC2：C口工作方式设置位，设 置方法如表8-2所示。
P3口 的第二功能
P3口引脚 P3.0 名称 RXD 功 能 串行口输入
P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6
P3.7
TXD
INT0
INT1
T0 T1
WR
串行口输出 外部中断0输入 外部中断1输入 定时器/计数器0外部计数输入 定时器/计数器1外部计数输入 片外RAM写选通输出
2．8155的外部引脚
3．8155的端口地址
8155内部RAM的地址为00H～FFH，当 IO/=0时被选中。
8155内部的其他端口，在IO/=1时，由 低3位地址进行选择，具体的端口地址分配 如表8-1所示。
表8-1
CEIO/
0 1
8155端口地址分配
A2 0 A1 0 A R2
P1, 30H
; P1 ← (R2)
; P1 ← (30H)
2．读端口数据方式
CPU读入的数据并非端口引脚线上输入的数 据。因此，CPU只要用一条传送指令就可把 端口锁存器中数据读入累加器A或内部RAM 中，例如，如下指令可以从P1口输入数据。
MOV
MOV MOV MOV
A , P1
1, 其余位不变
MOV A, P1 ; 读P1口低4位引脚
8.2 并行接口的扩展
8.2.1 并行接口芯片8155 8.2.2 利用8155扩展并行接口
8.2.1 并行接口芯片8155
8155芯片是一块通用I/O接口芯片，是 单片机应用系统中广泛使用的芯片之一， 其内部包含两个8位并行口和一个6位并行 口，以及256字节的RAM存储器和一个14 位定时器/计数器。 8155芯片具有地址锁存功能，与单片 机接口非常简单，因此，其被广泛应用于 MCS-51单片机系统中。
R2, P1 30H, P1 @R1,P1
; A ←(P1)
; R2 ←(P1) ; 30H ←(P1) ; (R1)←(P1)
3．读引脚方式
读引脚方式可以从端口引脚线上读 入信息。在这种方式下，必须先向欲读 端口引脚所对应的锁存器写入1，目的 是使接在该引脚内部的场效应驱动管截 止，使引脚处于悬浮状态，成为高阻抗 输入。然后再用传送指令把引脚线上的 数据读入累加器A或内部RAM中。
4．8155的命令字
8155的命令字用于选择8155的工作方式 ，由单片机写入8155的命令寄存器中，从而 起控制作用。 8155命令字的格式如图8-3所示。
图8-3 8155命令字的格式
8115命令字各位的定义：
PA：A口数据传送方向设置位。为0时 表示输入；为1时表示输出。
PB：B口数据传送方向设置位。为0时 表示输入；为1时表示输出。
片外RAM读选通输出
RD
1．输出数据方式
在输出数据方式下，CPU通过一条字节操作指 令就可以把输出数据写入P0~P3的端口锁存器，然 后通过输出驱动器送到端口引脚。 例如，如下指令均可在P1口输出数据： MOV ANL P1, A P1, #data ; P1 ← (A) ; P1 ← data
ORL
8.1.1 并行接口的结构
MCS-51单片机共有4个并行I/O口P0～P3，每 个均由8位锁存器和8位输出驱动器组成。 4个8位数据锁存器和端口号P0、P1、P2和P3 同名，均为特殊功能寄存器，通过对锁存器的读 写，就可以实现数据的输入/输出操作。
P0口： 在单片机没有扩展外部存储器时，P0口可 作为通用I/O口使用；当单片机接有外部存储器时 ，P0口则作为地址/数据口使用，以分时操作方式 工作，即先输出外部存储器的低8位地址，然后再 切换为传输外部存储器读/写数据方式。 P1口：仅作为通用I/O口，用于输入/输出数据。 P2口：在单片机没有扩展外部存储器时，作为通 用I/O口使用；当单片机接有外部存储器时，用于 输出外部存储器的高8位地址。
M A15～A3
1
1 1 1 1
0
0 0 0 0
Ø
Ø Ø Ø Ø
0
0 0 1 1
0
1 1 0 0
1
0 1 0 1
A口
B口 C口 定时器/计数器低字节 定时器/计数器高字节
0
0
Ø
Ø
Ø
Ø
RAM单元
表中的“Ø”表示0或1，当高13位地址A15～A3不作为 、IO/控制线时，可以为任意值，否则，应为具体值。
读引脚指令：
如下两条指令可以将P1口的8条引脚上的数 据读入累加器A中。
MOV P1, #0FFH ; 向P1口写入1, 为 读引脚作好准备
MOV
A, P1
; 读P1口所有引脚
的数据
读引脚指令：
如下两条指令可以将P1口低4位4条引脚上的数 据读入累加器A的低4位中。 ORL P1, #0FH ; 向P1口低4位写入