51单片机I/0口扩展方法研究

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摘要：本文介绍扩展51系列单片机对外I/O接口扩展的常用的三种方法，即并行扩展I/O方法、串行扩展I/O方法、可编程I/O扩展方法。并行扩展可以分为利用锁存器扩展、利用三态门扩展、利用驱动芯片扩展；串行扩展可以分为串行扩展并行口输入和扩展并行口输出扩展；可编程I/O扩展分为利用8255和8155。论文还对这些I/O扩展方法进行了比较、分析，总结出它们的使用特点和场合。56776

毕业论文关键词：I/O口扩展，MCS-51系列微控制器，并行I/0口，串行I/O口，可编程I/O口

Abstract：In this paper three methods for expanding the I/O interface of 51 series microctroller are put forward. They are the methods of the parallel I/O ports, the serial I/O ports and the programmable I/O methods. The ways of expanding parallel I/O ports are the latch, the tri-state gate and the driver. The ways of expanding serial I/O ports are the Out-serial I/O ports into Out-parallel I/O ports and In-parallel I/O ports into the In-serial I/O ports. The ways of programmable I/O ports expanding are the chips of 8255 and 8155. All the kins of ways of expanding I/O ports are comparied, analyzed indetaily and their features and applicable fields are summarizde in the paper.

Keywords：expanding I/O ports, microcontroller of MCS-51 series, parallel I/O inteface , the serial I/O interface, programmable I/O interface

1 引言 4

2 51单片机的硬件结构 4

2.1 51单片机简介 4

2.2 51单片机结构组成部分 4

3 51单片机接口扩展方法 5

3.1 利用锁存器扩展并行口 5

3.2 利用三态门扩展并行的I/O口 6

3.3 扩展总线驱动能力 8

3.4 并行I/O模拟串行I2C总线 9

3.5 并行I/O模拟串行SPI总线 10

4 单片机的串行口扩展I/O口 11

4.1 串行口扩展并行输出口 11

4.2 利用串行口扩展并行输入口 14

5 可编程并行I/O接口芯片扩展 16

5.1 8255A可编程I/O接口 16

5.2 8155可编程I/O接口 17

6 51单片机I/O扩展的特点及用途 17

总结 19

参考文献 20

致谢 21

1 引言

51单片机以高可靠性、便于扩展、很强的控制功能、电压低、功耗低和片内存储容量小这些特点,占领了工业测控、信息工程和自动化工程应用的重要市场,并成为领域中的国产微机应用的主流模式。51单片机的并行I/O接口有P0、P1、P2和P3四个接口,其中P0为双向三态输入/输出口，P1、P2、P3为准双向口。51单片机应用系统设计是在P0口扩展，因为51单片机利用的I／O口和外部RAM进行编址，所以它可以作为一个外部的64K字节的RAM空间扩展外设I/O端口的地址空间的一部分。这样,单片机访问外部的P0接口芯片和访问外部的64K字节的RAM存储器单元是一样的,以此进行扩展。本文介绍51单片机的I/O接口扩展方法研究。

2 51单片机的硬件结构

2.1 51单片机简介

51单片机是美国Intel公司在1980年推出的产品，该系列单片机是世界上用量最大的单片机之一，然后随着闪存技术的发展，巨大的进步已经在8031单片机的8位单片机，成为使用最广泛的。其代表型号是ATMEL公司中AT89系列，它普遍应用于产业领域当中。很多公司都推出了51系列兼容模式，在一段很长的时间将占据很大的市场。51单片机是一个基于单片机的初学，是应用最广泛的一种.