MCS-51單片機(jī)輸入／輸出口的P0并行擴(kuò)展方法

2.1 74HC377芯片的功能

輸出接口擴(kuò)展通常用74HC377芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。該芯片是一個(gè)帶允許端的8D鎖存器，其芯片的引腳如圖4所示，各相關(guān)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(shí)鐘信號(hào)，上升沿鎖存數(shù)據(jù)。

表1所列是該芯片的真值表。

2.2 應(yīng)用74HC377芯片擴(kuò)展輸出接口

圖5是利用74HC377進(jìn)行輸出接口擴(kuò)展的電路連接圖。圖中，74HC377的G端與P2.6口相連，其地址是x0xxxxxxB，如果把“x”全置為1，則為1011 1111 1111 1111B，這樣，0BFFFH就是該芯片的地址了。

由于MCS-51的WR是與74HC377的CLK端相連的，當(dāng)WR信號(hào)由低變高時(shí)，數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)為輸出數(shù)據(jù)，而此時(shí)P2.6輸出低電平，G有效，因此，數(shù)據(jù)就被鎖存。其相關(guān)程序如下：

MOV DPTR，#0BFFFH

MOV A，#DATA

MOVX @DPTR，A

此外，利用74HC373芯片、74HC573芯片也可以進(jìn)行P0口的擴(kuò)展。

3 接口擴(kuò)展實(shí)例

在實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中，可能需要同時(shí)擴(kuò)展多個(gè)I／O口，以滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)的需要。而各個(gè)輸入、輸出擴(kuò)展I／O芯片應(yīng)通過(guò)74LS138進(jìn)行“全地址”譯碼選通，從而分時(shí)復(fù)用數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB (DataBus)。為了防止過(guò)渡干擾對(duì)譯碼選通邏輯造成的影響，單片機(jī)系統(tǒng)所用的外圍芯片一般均設(shè)為雙步選通方式，即除了配置譯碼選通端外，還應(yīng)配置使能選通端。而74HC244芯片本身沒(méi)有明顯的片選和讀／寫(xiě)控制端，設(shè)計(jì)時(shí)通常采用譯碼和讀控制信號(hào)來(lái)同時(shí)控制74HC244的CS，從而有效地抑制輸入／輸出數(shù)據(jù)信息的過(guò)渡干擾。

此電路輸入口擴(kuò)展采用2個(gè)74HC244。其輸入端接鍵盤(pán)或其它數(shù)字信號(hào)；而輸出口擴(kuò)展則選用2個(gè)74HC377，以用于控制數(shù)碼管、發(fā)光二極管、繼電器等。其詳細(xì)電路原理圖如圖6所示。

其部分代碼如下：

51單片機(jī)的數(shù)據(jù)／地址／控制總線(xiàn)端口都有一定的負(fù)載能力，P0口可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL門(mén)電路，P1口、P2口和P3口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL門(mén)電路。負(fù)載超過(guò)上述規(guī)定一般應(yīng)加驅(qū)動(dòng)器?？偩€(xiàn)驅(qū)動(dòng)器可以使用TTL型三態(tài)緩沖門(mén)電路74HC244、74HC245。另外，在擴(kuò)展口線(xiàn)的同時(shí)，還應(yīng)兼顧配置總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器，注意總線(xiàn)負(fù)載平衡的配置。在總線(xiàn)上適當(dāng)安裝上拉電阻可以提高總線(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

此外，一個(gè)系統(tǒng)可能由于存在各種干擾及不穩(wěn)定因素而出現(xiàn)故障，為解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)也可以從軟件設(shè)計(jì)方面采取一些措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

與其它51單片機(jī)P0口擴(kuò)展相比，本文介紹的輸入／輸出口的P0并行擴(kuò)展方法，可以很方便的實(shí)現(xiàn)P0口的并行擴(kuò)展。所設(shè)計(jì)的接口擴(kuò)展電路已成功用于實(shí)際系統(tǒng)中。實(shí)際運(yùn)行表明，采用該方法擴(kuò)展的P0口系統(tǒng)能夠可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。