单片机入门:I/O接口与74LS273、74LS244扩展应用

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“I/O口及定时/计数器-单片机 入门 学习 讲义” 在单片机的学习过程中,了解和掌握I/O口及定时/计数器是非常基础且重要的部分。I/O口是单片机与外部设备进行数据交换的通道,而定时/计数器则是实现时间控制和计数功能的关键部件。本讲义主要涉及8155可编程接口芯片以及通过简单芯片扩展I/O接口的方法。 8155是一款常用的可编程接口芯片,它包含有三个8位的I/O端口:A口、B口和C口。其中,C口还可以作为计数器的低8位,配合高6位来实现更宽范围的计数。此外,8155还配备了命令/状态寄存器,这些寄存器用于配置芯片的工作模式和状态监控。I/O端口的地址分别为7F00到7F05,通过RD、WR、ALE等控制信号与单片机如8051进行通信。 在MCS-51系列单片机中,外部RAM和I/O口是统一编址的,这意味着用户可以根据需要将部分64KB的外部RAM空间划分为扩展I/O的地址空间。实现I/O接口的方式通常采用TTL或CMOS电路,设计时需考虑输入口的缓冲作用和输出口的锁存作用。常见的TTL芯片如74LS244作为缓冲器,74LS273、74LS373等作为锁存器,它们在I/O接口扩展中起到关键作用。 以74LS244为例,这是一个三态缓冲器,能实现输入/输出的隔离或驱动,当控制端为高电平时,其处于高阻状态,能防止信号干扰;而74LS273则是一个8D锁存器,其输出Q随输入D的变化,但需要在清除信号(CLR)为高电平时才能正常工作。在扩展I/O接口时,需要根据单片机的WR和RD信号来设计74LS273的CLK和74LS244的1G/2G信号,确保数据的正确读写。 例如,当P2.0为0时,单片机选择74LS273作为输出口,此时WR信号控制CLK的高低电平,决定数据是否被锁存;同样,当P2.0为0时,74LS244作为输入口,RD信号控制G信号,使得数据可以从外部设备传输至单片机。 通过上述方法,可以利用简单的TTL芯片如74LS273和74LS244扩展单片机的I/O口,满足不同应用场合的需求。在实际操作中,需要综合考虑地址和控制信息,合理设计接口电路,以实现高效可靠的I/O扩展。 学习单片机的I/O口和定时/计数器,不仅有助于理解单片机的基本工作原理,也是进行硬件设计和嵌入式系统开发的基础。通过实践和理论结合,可以更好地掌握单片机系统的构建和控制,为进一步深入学习单片机的其他高级功能打下坚实基础。