第五章定时器╱计数器

第五章定时器╱计数器内容摘要：

用指令有 MOV P1， A； 134 MOV A， P1； SETB 等。 在运用 Px（ P0— P3） 口直接进行输入输出操作时 ， 应注意以下几点： （ 1） Px口作为输出口使用时， P0口须外加上拉电阻 ， 而 P1， P2， P3 口内部已有上拉电阻 ， 无须外加上拉电阻。 （ 2） Px 口作为输入口使用时 ， 在进行输入操作前应先往各口线写入 ”1” （ 复位后Px各口线内锁存器均置 ”1” ）。 （ 3） P0， P2 口多用来传送地址信号 ， P0 口又作为数据总线被系统频繁调用 ， 故很少用 P0， P2口作为输入输出口使用。 （ 4） P3口某些口线作第二功能使用时 ， 其余口线可作为输入输出口线使用。 2．单片机简 单 I/O口扩展 所谓简单 I/O口，是指不能通过编程耒改变其输入或输出性质的 I/O接口。 （ 1） 简单输入接口扩展 利用具有三态输出功能的缓冲电路即可实现。 例如利用典型芯片 74LS244 组成的简单输入接口扩展。 该芯片具有两个四位的三态缓冲器 ， CE为选通信号， .低电平有效。 即： CE ＝ 1， 输出端呈高阻状态； CE ＝ 0， 输出端与对应输入端信号相同。 图 7— 10是 74LS244的引脚功能图 ， 图 7— 11给出了用 74LS244 作为简单输入接口扩展联接图： CE1─ ─ Vcc P0 1A1─ ─ CE2 2Y4─ 74LS ─ 1Y1 1A2─ ─ 2A4 8051 2Y3─ 244 ─ 1Y2 RD 1A3─ ─ 2A3 2Y2─ ─ 1Y3 1A4─ ─ 2A3 ≥ 1 ≥ 1 ≥ 1 ≥ 1 2Y1─ ─ 2Y4 GND─ ─ 2A1 图 7— 10 74LS244 引脚功能图 244 244 244 244 74LS 244 135 外设 A 外设 B 外设 C 图 7— 11 74LS244作简单输入接口扩展联接图 由图 7— 11可得，当 =0时，外设 A即被选通，故接口地址为 EFFFH， （ “0” 为有效选通信号时，其余位与选通无关位均取 ”1” ）。 同理外设 B、外设 C、外设 D接口地址分别为 DFFFH、 BFFFH、 7FFFH。 3. 简单输出接口扩展 扩展简单输出接口仅用 D 锁存器即可实现。 例如可利用 74LS377 八 D 锁存器进行简单输出接口扩展。 图 7─ 12为 74LS377引脚及功能图 ， 表 7─ 4给出了 74LS377 真值表，图 7— 13是运用 377进行输出接口扩展联接： G ━ ━ VCC 表 7— 4 74LS377真值表 1Q ━ ━ 8Q G CK D Q 1D ━ 74LS ━ 8D 2D ━ ━ 7D 1 X X Q（ 不变 ） 2Q ━ 377 ━ 7Q 0 ↑ 1 1 3Q ━ ━ 6Q 0 ↑ 0 0 3D ━ ━ 6D X 0 X X 4D ━ ━ 5D 4Q ━ ━ 5Q GND━ ━ CK Di Qi D Qi CK 图 7─ 12 74LS377引脚及功能图 P0 8051 WR 外设 A 外设 B 外设 C 外设 D 图 7─ 13 74LS377作简单输出接口扩展联接图 CK D70 G 377 Q70 CK D70 G 377 Q70 CK D70 G 377 Q70 CK D70 G 377 Q70 外设 D 136 由表 7— 4可得 ， 当 G=0， 且 CK上升沿到来后 ， Qi=Di； 当 G=1， Q状态维持不变。 图 7— 13中利用 WR 的上升沿将 P0口数据送入对应锁存器 ， 从而输出数据。 在上述简单接口扩展中 ， 由于外设与 CPU 之间没有 “ 应答 ” 信号联系，各口功能单一，输入输出不能复用 ， 因此无法适应外设与 CPU进行信息交换的实际需要。 PC3─ 1 40 ─ Vcc PC4─ 2 39 ─ PC2 TIMERIN─ 3 38 ─ PC1 RESET─ 4 37 ─ PC0 PC5─ 5 36 ─ PB7 TIMEROUT ─ 6 35─ PB6 IO/ M─ 7 34 ─ PB5 CE─ 8 33 ─ PB4 RD─ 9 32 ─ PB3 WR─ 10 8155 31 ─ PB2 ALE─ 11 30 ─ PB1 AD0─ 12 29─ PB0 AD1─ 13 28 ─ PA7 AD2─ 14 27 ─ PA6 AD3─ 15 26 ─ PA5 AD4─ 16 25 ─ PA4 AD5─ 17 24 ─ PA3 AD6─ 18 23 ─ PA2 AD7─ 19 22 ─ PA1 VSS─ 20 21 ─ PA0 图 7─ 14 8155引脚排列 三、 8155作单片 机的 I/O扩展 8155是可编程的并行输入 /输出接口芯片 ， 并带内部 RAM和定时器 /计数器，使用灵活方便。 （ 一 ） 8155基本结构及工作方式 8155为 40引脚双列直插封装芯片 ， 其引脚排列及内部结构框图如 7— 1 图 7—15所示： 137 1．引脚功能 RESET ： 复位信号线，高电平有 IO/M PA7— PA0 效。 在该输入端加一脉冲宽度为 600ns AD7— 0 的高电平信号就可使 8155可靠地复位。 CE 复位时，三个输入 / 输出口预置为输入 PB7— PB0 方式。 ALE CE：片选端，低电平有效。 该端 RD 加一低电平时 ， 芯片被选中 ， 可以与单 WR PC5— PC0 片机交换信息。 AD7─ AD0：三态地址 /数据总 RESET 线，分时传送 8位地址信号和数据信号。 VCC ALE：地址锁存器启用信号线， TIN VSS 高电平有效，其有效信号可将 AD7─ TOUT AD0上的地址信号、以及片选信号 图 7— 15 8155内部结构方框图 CE， IO/M信号锁存起来。 IO/M： I/O口和 RAM选择信号线，高电平选择 I/O口，低电平选择 RAM。 RD：读信号线，低电平有效，当片选信号与 RD有效时， 此时如果 IO/M为低电平，则 RAM 的内容读至 AD7─ AD0；如果 IO/M 为高电平，则选中的I/O口的内容读到 AD7─ AD0。 WR： 写信号线，低电平有效，当片选信号和 WR 信号有效时， AD7─ AD0 上的数据将根据 IO/M的极性写入 RAM或 I/O口中。 PA7─ PA0：输入 /输出口 A的信号线，通用 8位 I/O口，输入 /输出的方向通过对命令/状态寄存器的编程来选择。 PB7─ PB0：端口 B的输入输出信号线，通用的 8位 I/O口，输入 /输出方向通过命令 /状态寄存器的编程来选择。 PC5─ PC0： 端口 C的输入 /输出线， 6位可编程 I/O 口，也可用作 A 和 B 的控制信号线，通过对命令 /状态寄存器编程来选择。 256 8 RAM A口 B 口 C 口 控制逻辑 定 /计器 138 TIN： 定时 /计数器输入信号线，定时 /计数器的计数脉冲由此输入。 TOUT： 定时 /计数器输出信号线，输出信号为方波还是脉冲则由定时 /计数器的工作方式而定。 VCC： 电源线，接＋ 5V直流 电源。 VSS： 接地线。 8155内部结构如图 7— 15所示，它由 A、 B、 C三个端口，一个 2568 RAM ，控制逻辑和定时器六部分组成。 （ 1） A、 B、 C三个端口中， A、 B是 8位 I/O口，数据传送方向由命令寄存器决定， C端口为 6位 I/O口，也可用作 A、 B口的控制线，通过命令寄存器的编程来选择。 （ 2） 控制逻辑部件中有一个控制命令寄存器和一个状态寄存器， 8155的工作方式由CPU写入控制命令寄存器中控制字来确定。 （ 3） 8155中设置有一个 14位的定 时 /计数器，可用作定时或对外部脉冲计数。 （ 4） RAM容量为 256 8位，由一个静态随机存取存储器和一个地址锁存器组成。 3. 芯片功能 8155通过 IO/M（ RAM和 I/O选择端 ） 决定输入的是存储器地址还是 I/O接口地址。 IO/M=0： AD7─ AD0输入的是存储器地址，寻址范围为 00H─ FFH IO/M=1： AD7─ AD0输入的是 I/O接口地址，其地址编码如表 7— 5所示， 内部寄存器。