單片機io口擴展技術(shù)

1、單片機單片機IO口擴展技術(shù)口擴展技術(shù)]0引言引言在單片機家族的眾多成員中，MCS51系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)、高可靠性和高性價比占領了工業(yè)測控和自動化工程應用的主要市場，并成為國內(nèi)單片機應用領域中的主流機型。MCS51單片機的并行口有P0、P1、P2和P3，由于P0口是地址／數(shù)據(jù)總線口，P2口是高8位地址線，P3口具有第二功能，這樣，真正可以作為雙向I／O口應用的就只有P1口了。這在大多數(shù)應用中是不夠的，因此，大部分MCS5

2、1單片機應用系統(tǒng)設計都不可避免的需要對P0口進行擴展。由于MCS51單片機的外部RAM和I／O口是統(tǒng)一編址的，因此，可以把單片機外部64K字節(jié)RAM空間的一部分作為擴展外圍I／O口的地址空間。這樣，單片機就可以像訪問外部RAM存儲器單元那樣訪問外部的P0口接口芯片，以對P0口進行讀／寫操作。用于P0口擴展的專用芯片很多。如8255可編程并行P0口擴展芯片、8155可編程并行P0口擴展芯片等。本文重點介紹采用具有三態(tài)緩沖的74HC244芯

3、片和輸出帶鎖存的74HC377芯片對P0口進行的并行擴展的具體方法。1輸入接口的擴展輸入接口的擴展MCS51單片機的數(shù)據(jù)總線是一種公用總線，不能被獨占使用，這就要求接在上面的芯片必須具備“三態(tài)”功能，因此擴展輸入接口實際上就是要找一個能夠用于控制且具備三態(tài)輸出的芯片。以便在輸入設備被選通時，它能使輸入設備的數(shù)據(jù)線和單片機的數(shù)據(jù)總線直接接通；而當輸入設備沒有被選通時，它又能隔離數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)總線(即三態(tài)緩沖器為高阻抗狀態(tài))。1.174HC2

4、244芯片的功能如果輸入的數(shù)據(jù)可以保持比較長的時間(比如鍵盤)，簡單輸入接口擴展通常使用的典型芯片為74HC244，由該芯片可構(gòu)成三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。74HC244芯片的引腳排列如圖1所示。74HC244芯片內(nèi)部共有兩個四位三態(tài)緩沖器，使用時可分別以1C和2G作為它們的選通工作信號。當1C和2G都為低電平時，輸出端Y和輸入端A狀態(tài)相同；當1G和2G都為高電平時，輸出呈高阻態(tài)。出接口的主要功能是進行數(shù)據(jù)保持(即數(shù)據(jù)鎖存)，也就是說，輸出接口的

5、擴展實際上就是擴展鎖存器。2.174HC377芯片的功能輸出接口擴展通常用74HC377芯片來實現(xiàn)。該芯片是一個帶允許端的8D鎖存器，其芯片的引腳如圖4所示，各相關引腳的功能如下：◇D0～D7為8位數(shù)據(jù)輸入端；◇Q0～Q7為8位數(shù)據(jù)輸出端；◇G為使能控制端；◇CLK為時鐘信號，上升沿鎖存數(shù)據(jù)。表1所列是該芯片的真值表。2.2應用74HC377芯片擴展輸出接口圖5是利用74HC377進行輸出接口擴展的電路連接圖。圖中，74HC377的G端