AT89S51单片机I/O扩展-82C55与74LSTTL接口设计

"这篇文档主要讨论了如何扩展AT89S51单片机的输入输出接口，特别是通过使用82C55可编程I/O接口芯片和TTL芯片进行扩展，同时也提到了使用串行口扩展并行I/O的方法。文档强调了I/O接口扩展的重要性，包括速度匹配、数据锁存和三态缓冲等功能需求，并介绍了I/O端口的编址方式，如独立编址和统一编址。" 在单片机应用中，I/O接口的扩展是常见的需求，因为AT89S51虽然自带4个通用并行I/O口，但在实际应用中，P0和P3口的部分位线可能有特定用途，仅P1口和部分P3口可用作通用I/O。扩展I/O接口的目的在于增加与外部设备的交互能力，满足更多接口需求。 文档中提到了扩展I/O接口的几个关键功能： 1. **速度匹配**：由于单片机和外部设备的速度差异，I/O接口需要提供联络信号，如82C55的OBF*和ACK*，确保数据传输的同步。OBF*表示输出缓冲器已满，外设可以取数据；ACK*则表明外设已接收数据，有时会触发INTR中断请求，通知单片机完成数据处理。 2. **输出数据锁存**：快速的单片机需要有输出数据锁存器，确保数据能在较长时间内保持稳定，供慢速设备接收。 3. **输入数据三态缓冲**：多数据源时，输入数据需通过三态缓冲器，使得在某一时刻只有一个I/O接口能够使用数据总线，防止数据冲突。 在I/O端口的编址方面，有两个基本方法： 1. **独立编址**：I/O端口和存储器有各自的地址空间，这种方式便于管理和访问，但会占用更多的地址线。 2. **统一编址**：I/O端口和存储器共享地址空间，简化了硬件设计，但增加了软件管理的复杂性。 82C55是一种常用的I/O扩展芯片，它有三个可编程的8位双向口，可以根据需要配置为输入或输出，提供灵活的接口解决方案。另外，使用74LSTTL等TTL芯片也可以实现I/O扩展，尽管这种方法相对简单，但灵活性较低。此外，通过单片机的串行口也能扩展并行I/O，例如使用SPI或I2C总线与其他设备通信。 I/O扩展是单片机系统设计中的重要环节，它涉及到数据传输的效率、可靠性以及系统扩展的灵活性。通过选择合适的扩展方式和技术，可以有效地增强单片机系统的功能和适应性。