《大学计算机基础教程》课程教学资源（PPT课件）第7章 单片机系统扩展与接口技术

第7单片机系统扩展与接口技水 第7章单片机系统扩展与接口技术 7.1外部总线的扩展 7.2外部存储器的扩展 7.3输入腧输出接口的扩展 7.4管理功能部件的扩展 75AD和DA接口功能的扩展 % BACK

第7章 单片机系统扩展与接口技术 第7章 单片机系统扩展与接口技术 7.1 外部总线的扩展 7.2 外部存储器的扩展 7.3 输入/输出接口的扩展 7.4 管理功能部件的扩展 7.5 A/D和D/A接口功能的扩展

第?章单片系统扩展与接口技木 系统扩展的含义 单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、 中断系统、存储器等计算机的基本部件(即系统资 源),但是对一些较复杂应用系统来说,有时感到 以上资源中的一种或几种不够用,这就需要在单片 机芯片外加相应的芯片、电路,使得有关功能得以 扩充,我们称为系统扩展(即系统资源的扩充)。 %

第7章 单片机系统扩展与接口技术 系统扩展的含义 单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、 中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资 源），但是对一些较复杂应用系统来说,有时感到 以上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片 机芯片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以 扩充，我们称为系统扩展（即系统资源的扩充）

第?章单片系统扩展与接口技木 接口的含义: 接口是连接单片机与外围电路、芯片、设 备(如I/0设备、A/D、D/A设备)的中间环节 接口牵涉到包括外围电路、设备、芯片的结构、 使用方法、时序要求;单片机本身的硬件、软 件资源等很多问题。 接口技术要解决系统扩展时单片机与相应 芯片的接口(如地址总线、数据总线、控制总 线的连接)与编程问题。 %

第7章 单片机系统扩展与接口技术 接口的含义： 接口是连接单片机与外围电路、芯片、设 备（如I/O设备、A/D、D/A设备）的中间环节。 接口牵涉到包括外围电路、设备、芯片的结构、 使用方法、时序要求；单片机本身的硬件、软 件资源等很多问题。 接口技术要解决系统扩展时单片机与相应 芯片的接口（如地址总线、数据总线、控制总 线的连接）与编程问题

第?章单片系统扩展与接口技木 系统扩展和接口技术一般有以下几方面内容: 1外部总线的扩展 2外部存储器的扩展 3输入、输出接口的扩展 4管理功能部件(如定时/计数器、键盘/显示器等)的扩展 5AD和DA的接口技术 %

第7章 单片机系统扩展与接口技术 系统扩展和接口技术一般有以下几方面内容： 1.外部总线的扩展 2.外部存储器的扩展 3.输入、输出接口的扩展 4.管理功能部件（如定时/计数器、键盘/显示器等）的扩展 5.A/D和D/A的接口技术

第?章单片系统扩展与接口技木 71外部总线的扩展 一、外部总线的扩展 并行P 158 ALE RXD 串行 地址总线AB TXD PO 地址 锁存器 AA INTO D. D 中断 数据总线DB 输人 INTI WR 计数 RD 控制总线CB 脉冲 RST 复位 EA 图7MCS-51外部三总线示意图

第7章 单片机系统扩展与接口技术 7.1 外部总线的扩展 一、 外部总线的扩展 图 7.1 MCS - 51外部三总线示意图

第?章单片系统扩展与接口技木 ALE ALE ALE 1 STB11 11 CLK P07-3G2}A P07 P07 G 2H A P06--4 P06 P05-7 6H A 7;5 P0.5 AAAAAAAA P06-45}A6 P05-7 P04-859}A P04 P04-8 9-A P03-1312}A P03 P03 13÷12A P02+1415}A P0.2 P0.1 1716F-A P0.1 P0.0-1819}Ao P00 3210 P02-1415A2 P01-1716}A1 P00 18 CLR1 10k +5V a % 图72地址锁存器的引脚和接口

第7章 单片机系统扩展与接口技术 图 7.2 地址锁存器的引脚和接口

第?章单片系统扩展与接口技木 二、总线驱动 在单片机应用系统中,扩展的三总线上挂接很多负载,如存 储器、并行接口、AD接口、显示接口等,但总线接口的负载 能力有限,因此常常需要通过连接总线驱动器进行总线驱动 总线驱动器对于单片机的ⅣO口只相当于增加了一个TTL 负载,因此驱动器除了对后级电路驱动外,还能对负载的波动变 化起隔离作用 %

第7章 单片机系统扩展与接口技术 二、总线驱动 在单片机应用系统中, 扩展的三总线上挂接很多负载, 如存 储器、并行接口、A/D接口、显示接口等, 但总线接口的负载 能力有限, 因此常常需要通过连接总线驱动器进行总线驱动。 总线驱动器对于单片机的I/O口只相当于增加了一个TTL 负载, 因此驱动器除了对后级电路驱动外,还能对负载的波动变 化起隔离作用

第?章单片系统扩展与接口技木 在对TIL负载驱动时,只需考虑驱动电流的大小;在 对MOS负载驱动时,MOS负载的输入电流很小,更多地 要考虑电平的兼容和分布电容的电流。 般TIL电平和CMOS电平是不兼容的,CMOS 电路能驱动TIL电路,而TTL电路一般不能驱动 CMOS电路,在TTL电路和CMOS电路混用的系统中, 应特别注意。 %

第7章 单片机系统扩展与接口技术 在对TTL 负载驱动时, 只需考虑驱动电流的大小; 在 对MOS负载驱动时, MOS负载的输入电流很小, 更多地 要考虑电平的兼容和分布电容的电流。 一般TTL 电平和CMOS 电平是不兼容的，CMOS 电路能驱动TTL 电路，而TTL 电路一般不能驱动 CMOS 电路，在TTL 电路和CMOS 电路混用的系统中， 应特别注意

第?章单片系统扩展与接口技木 常用的总线驱动器 系统总线中地址总线和控制总线是单向的,因此驱动器 可以选用单向的,如74IS244。74LS244还带有三态控制,能 实现总线缓冲和隔离。 系统中的数据总线是双向的,其驱动器也要选用双向的 如74LS245。74LS245也是三态的,有一个方向控制端DR DⅠR=1时输出(An→Bn),DIR=0时输入(A←Bn) %

第7章 单片机系统扩展与接口技术 1． 常用的总线驱动器 系统总线中地址总线和控制总线是单向的, 因此驱动器 可以选用单向的, 如74LS244。 74LS244还带有三态控制, 能 实现总线缓冲和隔离。 . 系统中的数据总线是双向的, 其驱动器也要选用双向的, 如74LS245 。74LS245 也是三态的, 有一个方向控制端DIR, DIR=1时输出(An→Bn ), DIR=0时输入(An←Bn )

第?章单片系统扩展与接口技木 1G 20V CC DIR 20 cC IA 192 2Y 18上1Y IA 172A 17H B 2Y 574LS16}1Y A31574LS169v 624415}2A AA162415B 2Y 423324 IA 13}2A A 12 789 6 GND 10 112A 2+1 GND 10 7 n lG,2G为H时,Y为高阻: G为H时,Y为高阻; (,2G为L时,Y=A G=L,DR=0;B→A G=L,DIR=1;A→B 图73总线驱动器芯片管脚(α)单向驱动器;(b)双向驱动器

第7章 单片机系统扩展与接口技术 图 7.3 总线驱动器芯片管脚(a) 单向驱动器；(b) 双向驱动器 1G，2G为H时，Y为高阻； 1G，2G为L 时，Y=A G为H时，Y为高阻； G＝L，DIR＝0；B→A G＝L，DIR＝1；A→B