MCS-51單片機輸入／輸出口的P0并行擴展方法

2.1 74HC377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(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(yīng)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WR信號由低變高時，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)為輸出數(shù)據(jù)，而此時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芯片也可以進行P0口的擴展。

3 接口擴展實例

在實際的應(yīng)用系統(tǒng)中，可能需要同時擴展多個I／O口，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要。而各個輸入、輸出擴展I／O芯片應(yīng)通過74LS138進行“全地址”譯碼選通，從而分時復(fù)用數(shù)據(jù)總線DB (DataBus)。為了防止過渡干擾對譯碼選通邏輯造成的影響，單片機系統(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芯片本身沒有明顯的片選和讀／寫控制端，設(shè)計時通常采用譯碼和讀控制信號來同時控制74HC244的CS，從而有效地抑制輸入／輸出數(shù)據(jù)信息的過渡干擾。

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

其部分代碼如下：

51單片機的數(shù)據(jù)／地址／控制總線端口都有一定的負載能力，P0口可驅(qū)動8個TTL門電路，P1口、P2口和P3口可驅(qū)動4個TTL門電路。負載超過上述規(guī)定一般應(yīng)加驅(qū)動器?？偩€驅(qū)動器可以使用TTL型三態(tài)緩沖門電路74HC244、74HC245。另外，在擴展口線的同時，還應(yīng)兼顧配置總線驅(qū)動器，注意總線負載平衡的配置。在總線上適當安裝上拉電阻可以提高總線信號傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

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

4 結(jié)束語

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