單片機課程設(shè)計---io口的擴展與應(yīng)用

1、<p>　　單片機技術(shù)課程設(shè)計說明書</p><p>　　I/O口的擴展與應(yīng)用</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1. 概述錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2. 分項說明錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.1 XXXXXX錯誤！未

2、定義書簽。</p><p>　　2.2 XXXXXX錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3. 分項說明錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.1 XXXXXX錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.2 XXXXXX錯誤！未定義書簽。</p><p>　　4. 結(jié)束語錯誤！未定義書簽。</p&

3、gt;<p>　　參考文獻錯誤！未定義書簽。</p><p>　　附 錄錯誤！未定義書簽。</p><p>　　附錄1：程序清單錯誤！未定義書簽。</p><p>　　附錄2：設(shè)計圖紙錯誤！未定義書簽。</p><p>　　附錄3：元器件目錄表錯誤！未定義書簽。</p><p>　　注：整

4、個設(shè)計說明書撰寫完畢之后，請對目錄域做以下修改：</p><p>　　1. 目錄更新：右擊以上目錄域，選“更新域”—“更新整個目錄”；</p><p>　　2. 目錄格式更改：生成的目錄是5號字，必須修改，方法如下：</p><p>　　(1) 選中目錄域的全部區(qū)域；</p><p>　　(2) 將字體改為小4號字體；</p>

5、<p>　　(3) 將段落的行間距改為固定值18磅。</p><p>　?。ㄎ臋n完成后請將注文刪除</p><p>　　課題名稱：I/O口的擴展與應(yīng)用</p><p><b>　　1.概念</b></p><p>　　1.1課題名稱概述：</p><p>　　在單片機家族的眾多成員中，M

6、CS-51系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)、高可靠性和高性價比,占領(lǐng)了工業(yè)測控和自動化工程應(yīng)用的主要市場，并成為國內(nèi)單片機應(yīng)用領(lǐng)域中的主流機型。</p><p>　　MCS-51單片機的并行口有P0、P1、P2和P3，由于P0口是地址／數(shù)據(jù)總線口，P2口是高8位地址線，P3口具有第二功能，這樣，真正可以作為雙向I／O口應(yīng)用的就只有P1口了。這在大多數(shù)應(yīng)用中是不夠的，因此，大部分MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計都

7、不可避免的需要對P0口進行擴展。在較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)（尤其是工業(yè)控制系統(tǒng)，如可編程控制器）中，經(jīng)常需要擴展I/O口。常用的I/O接口芯片有74HC系列鎖存器/寄存器、8255和8155等。同時要求可編程并行I/O應(yīng)具有以下功能：</p><p>　?。?）具有緩沖、鎖存功能的數(shù)據(jù)端口</p><p>　　每個端口都具有與CPU交換必須的狀態(tài)和控制信息，也具有與外設(shè)交換必須的狀態(tài)和控制信息(

8、的握手信號)</p><p>　?。?）具有中斷方式實現(xiàn)I/O的有關(guān)電路</p><p>　?。?）片選和連接控制電路</p><p>　?。?）可通過CPU對芯片的編程，選擇數(shù)據(jù)端口、數(shù)據(jù)傳送方向，選擇查詢或中斷通信方式</p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作

9、方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。</p><p>　　8255A可編程并行輸入/輸出接口芯片是Intel公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)外圍接口電路。具有40條引腳，采用雙列直插式封裝。它有A、B、C 三個端口，可以通過編程的方法來設(shè)定端口的各種I/O功能。由于它功能強，又能方便地與各種微機系統(tǒng)相接，而且在連接外部設(shè)備時通常不需

10、要再附加外部電路，所以得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　單片機由RAM、ROM、CPU構(gòu)成，定時，計數(shù)和多種接口于一體的微型控制器。它體積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動化上。而51系列單片機是個單片機中最為典型和最有代表的一種。這次課程設(shè)計通過對它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，從而達到學(xué)習(xí)、設(shè)計、開發(fā)軟、硬件的能力。</p><p>　　本次設(shè)計主要設(shè)計了一個基于8051單片機來擴

11、展外圍芯片，實現(xiàn)相應(yīng)的功能，通過編寫相應(yīng)程序來控制51單片機，進而實現(xiàn)按鍵采集和功能。</p><p>　　1.2課題設(shè)計目的：</p><p>　?。?）進一步熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　?。?）鞏固和加深對單片機原理知識的理解，提高學(xué)生綜合運用課程所學(xué)知識的能力及相應(yīng)得自學(xué)能力，并初步建立起開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)概念和整體設(shè)計的思想。&

12、lt;/p><p>　　（3）通過課程設(shè)計，掌握以單片機核心的電路設(shè)計的基本方法和技術(shù)，了解相關(guān)電路參數(shù)的計算方法。</p><p>　?。?）通過實際程序設(shè)計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計方法和調(diào)試技術(shù)。</p><p>　?。?）通過完成一個包括電路設(shè)計和程序開發(fā)的完整過程，使自己了解開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的全過程，為今后從事設(shè)計開發(fā)工作打下基礎(chǔ)。</p>

13、<p>　?。?）掌握單片機的接口技術(shù)和常用擴展接口芯片如8255等的外特性、使用及控制方法，熟悉匯編程序設(shè)計方法，能夠達到熟練調(diào)試程序的程度。</p><p>　?。?）根據(jù)個人的設(shè)計調(diào)試過程，按照課程設(shè)計報告的規(guī)范撰寫設(shè)計要求。</p><p>　　1.3課題設(shè)計要求：</p><p>　　結(jié)合51單片機，8255,、74LS373等芯片完成單片機設(shè)

14、計。根據(jù)設(shè)計原理圖、程序流程圖、編寫程序并調(diào)試，說明所設(shè)計電路的功能，以及各個功能模塊的作用。</p><p><b>　　原理圖設(shè)計要求：</b></p><p>　　該圖設(shè)計要符合項目的工作原理，連線要正確。圖中所使用的元件要合理選用，器件參數(shù)要正確標(biāo)明。CPU、外圍器件、擴展接口、輸入輸出裝置要一應(yīng)俱全。</p><p><b>

15、;　　程序設(shè)計要求：</b></p><p>　　寫程序是要根據(jù)要求將總體功能分解成若干個子功能模塊，每個功能模塊完成一個特定的功能。根據(jù)總體要求及分解的功能模塊，確定各功能模塊之間的關(guān)系，設(shè)計出完整的程序流程圖。編寫程序，并執(zhí)行該程序進行調(diào)試，檢查該程序、是否達到設(shè)計要求，若未達到，修改程序，直到達到要求為止。</p><p>　　1.4課題設(shè)計內(nèi)容：</p>

16、<p>　　在較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)（尤其是工業(yè)控制系統(tǒng)，如可編程控制器）中，經(jīng)常需要擴展I/O口。常用的I/O接口芯片有74HC系列鎖存器/寄存器、8255和8155等。</p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連

17、接時的中間接口電路。</p><p>　　在熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理的條件下，按擴展8255接口芯片的硬件要求，讀取A口上8個按鍵的開關(guān)狀態(tài)，B口輸出數(shù)據(jù)并且驅(qū)動發(fā)光二極管顯示按鍵狀態(tài)。C口經(jīng)光電隔離驅(qū)動220V40W交流白灼燈（與發(fā)光二極管狀態(tài)一致），設(shè)計出相應(yīng)的電路原理圖及程序圖。最后在仿真軟件上調(diào)試并運行正確。</p><p>　　1.5課題設(shè)計思路：</p>

18、<p>　　在實驗臺上8255的三個通道PA0～PA7；PB0～PB7；PC0～PC7都有引出插孔可以與其它電路連接。所設(shè)計的系統(tǒng)功能為：讀取A口上8個按鍵的開關(guān)狀態(tài)，B口輸出數(shù)據(jù)并且驅(qū)動發(fā)光二極管顯示按鍵狀態(tài)。C口經(jīng)光電隔離驅(qū)動220V40W交流白灼燈（與發(fā)光二極管狀態(tài)一致）</p><p><b>　　課題設(shè)計步驟：</b></p><p>　?。?）選

19、擇符合要求的芯片，了解該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理</p><p>　?。?）按要求設(shè)計出原理圖所包含的模塊，大致有控制模塊、擴展模塊等</p><p>　　（3）把設(shè)計好的各個模塊用導(dǎo)線連接起來，使之成為一個能夠控制的整體</p><p>　?。?）編寫與原理圖相對內(nèi)應(yīng)的程序，通過韋福軟件檢查程序的正確性</p><p>　?。?）在仿真軟件中進

20、行調(diào)試，調(diào)試正確后打印出原理圖和程序</p><p>　　1.6設(shè)計方案論證：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計內(nèi)容要求，提出了如下三種方案：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行

21、接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。如圖1-1所示。</p><p>　　方案一：8255A與單片機的連接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　在80C51單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，采用74HC系列的鎖存器和觸發(fā)器通過P0口也可

22、以構(gòu)成各種類型的輸入/輸出接口，這種I/O口具有電路簡單、成本低、配置靈活方便等優(yōu)點。故在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中也被廣泛采用。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　利用TTL芯片、COMS鎖存器、三態(tài)門等接口芯片把P0接口擴展，常選用74LS273、74LS373、74LS244等芯片</p><p>　　在P2.0為0

23、時，74LS244和74LS273都全被選通，二者的口地址都為FEFFH(這個地址不是唯一的，只要保證P2.0=0，其他地址位無關(guān))。由于分別受/RD和/WR控制，因而兩個信號不可能同時為0（執(zhí)行輸入指令，如MOVX A,@DPTR或MOVX A,@Ri時，/RD有效；執(zhí)行輸出指令，如MOVX @DPTR,A或MOVX @Ri時，/WR有效），所以邏輯上二者不會發(fā)生沖突。</p><p>　　1.7課題預(yù)期成果：

24、</p><p>　　當(dāng)一接口為高電平時，與之相對應(yīng)的按鍵被按下，二極管導(dǎo)通發(fā)光，白熾燈被點亮。例如當(dāng)在仿真軟件中設(shè)置A口的第三個按鍵狀態(tài)為高電平時，相對應(yīng)的有原理圖中A口的第三個按鍵被按下，同時B口第三個發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，C口的交流白熾燈點亮。</p><p>　　1.8課題設(shè)計價值：</p><p>　?。?）通過這個課程設(shè)計使自己進一步熟悉和掌握了單片機的結(jié)

25、構(gòu)與工作原理</p><p>　　（2）鞏固和加深了對單片機知識的理解，提高了綜合運用能力</p><p>　?。?）初步建立了單片機系統(tǒng)概念和整體模塊的設(shè)計思想</p><p>　?。?）編寫程序時要根據(jù)要求將總體功能分解成若干個子模塊，設(shè)計出完整的程序流程圖</p><p>　?。?）本次課程設(shè)計實現(xiàn)了8255芯片I/O的擴展與運用，掌握

26、了I/O口的控制邏輯</p><p>　?。?）了解了查詢方式與中斷方式的比較，輸入輸出信號的可靠性及保護</p><p>　　2、分頁說明——系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　基于單片機對8255芯片I/O口的擴展與應(yīng)用，設(shè)計的控制原理圖如圖2-1所示。系統(tǒng)由電源控制模塊、譯碼器模塊、擴展模塊、光電隔離驅(qū)動模塊四個部分組成。</p><p>

27、;<b>　　2.1電源控制模塊</b></p><p>　　電源控制模塊電路如圖2-2所示，主控器采用AT89C51。引腳如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-2 電源控制模塊電路</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read

28、Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C

29、單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　AT89C51主要特性：</p><p>　?。?）與MCS-51 兼容 （2）4K字節(jié)可編程FLASH存儲器 （3）壽命：1000寫/擦循環(huán) （4）數(shù)據(jù)保留時間：10年 （5）全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz （6）三級程序存儲器鎖定 （7）128×8位內(nèi)部RAM （8）32可編程I/O線 （9）兩個

30、16位定時器/計數(shù)器 （10）5個中斷源 （11）可編程串行通道 （12）低功耗的閑置和掉電模式 （13）片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p>　　AT89C51管腳說明：</p><p>　　VCC：供電電壓。 </p><p><b>　　GND：接地。 </b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路

31、雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 </p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用

32、作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地

33、址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 </p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電

34、平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： </p><p><b>　　口管腳 備選功能 </b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口） </p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口） </p>

35、<p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0） </p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1） </p><p>　　P3.4 T0（記時器0外部輸入） </p><p>　　P3.5 T1（記時器1外部輸入） </p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） </p><p>　　P

36、3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） </p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 </p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 </p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在

37、平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器

38、的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電

39、源（VPP）。 </p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 </p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　AT89C51振蕩器特性：</p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用

40、外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　2.2譯碼器模塊</b></p><p>　　譯碼器模塊電路如圖2-4所示，采用74LS373元器件。引腳如圖2-5所示。</p><p>　　74LS373是

41、常用的地址鎖存器芯片，它實質(zhì)是一個是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，在單片機系統(tǒng)中為了擴展外部存儲器，通常需要一塊74LS373芯片。</p><p>　　74LS373引腳：</p><p>　　(1) 1腳是輸出使能(OE),是低電平有效,當(dāng)1腳是高電平時,不管輸入3、4、7、8、13、14、17、18如何,也不管11腳(鎖存控制端,G)如何,輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q

42、3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空)。</p><p>　　(2)當(dāng)1腳是低電平時,只要11腳(鎖存控制端,G)上出現(xiàn)一個下降沿,輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài)。</p><p>　　鎖存端LE 由高變低

43、時，輸出端8 位信息被鎖存，直到LE 端再次有效。 當(dāng)三態(tài)門使能信號OE為低電平時，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0~Q7輸出，OE為高電平時，輸出懸空。當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時，應(yīng)使OE為低電平，此時鎖存使能端C為高電平時，輸出Q0~Q7 狀態(tài)與輸入端D1~D7狀態(tài)相同；當(dāng)C發(fā)生負的跳變時，輸入端D0~D7 數(shù)據(jù)鎖入Q0~Q7。51單片機的ALE信號可以直接與74LS373的C連接。</p><p>　　74LS3

44、73 的輸出端 O0~O7 可直接與總線相連。 </p><p>　　當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時，O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。當(dāng) OE 為高電平時，O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 </p><p>　　當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時，O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平

45、。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。 </p><p><b>　　引出端符號： </b></p><p>　　D0～D7 數(shù)據(jù)輸入端 </p><p>　　OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效） </p><p><b>　　LE 鎖存允許端 </b>&

46、lt;/p><p>　　O0~O7 輸出端 </p><p>　　74LS373真值表如下： </p><p><b>　　2.3擴展模塊</b></p><p>　　擴展模塊電路如圖2-6所示，采用8255元器件。引腳如圖2-7所示。</p><p><b>　　8255概述：</b

47、></p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。 </p><p>　　8255作為主機與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時

48、必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。 </p><p><b>　　8255引腳功能：</b></p><p>　　RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。 <

49、;/p><p>　　CS：芯片選擇信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/CS=0時,表示芯片被選中，允許8255與CPU進行通訊；CS=1時,8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸. </p><p>　　RD：讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/RD=0且/CS=0時,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。 </p><p>

50、;　　WR:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/WR=0且/CS=0時,允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。 </p><p>　　D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 </p><p>　　PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，

51、一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 </p><p>　　PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 </p><p>　　PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或

52、狀態(tài)信號輸入端口。' </p><p>　　A1,A0:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器。 </p><p>　　當(dāng)A1=0，A0=0時,PA口被選擇 </p><p>　　當(dāng)A1=0,A0=1時,PB口被選擇 </p><p>　　當(dāng)A1=1,A0=0時,PC口被選擇</p><p

53、>　　當(dāng)A1=1，A0=1時,控制寄存器被選擇</p><p>　　圖2-6擴展模塊電路</p><p>　　8255A的編程控制字</p><p>　　2.4光電隔離驅(qū)動模塊</p><p>　　光電隔離驅(qū)動模塊電路如圖2-7所示。</p><p>　　過程通道是系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機之間進行信息傳輸?shù)耐緩健?/p>

54、抑制過程通道的干擾主要是采用觀點隔離技術(shù)。</p><p>　　光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光耦合器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被

55、光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。 </

56、p><p>　　光耦合器的主要優(yōu)點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機接口中。在單片開

57、關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密。</p><p><b>　　光電隔離的實現(xiàn):</b></p><p>　　1、ADC、DAC通常采用將ADC、DAC與單片機之間的電氣聯(lián)系切斷。</p><p>　?。?）對A/D、D/A變換前后的模擬信號進行隔離，是常用的一種方法。</p>

58、<p>　　（2）在I/O與A/D、D/A之間進行數(shù)字隔離</p><p>　　圖2-7光電隔離驅(qū)動模塊電路</p><p><b>　　2、開關(guān)量隔離</b></p><p>　　常用的開關(guān)量隔離器件有繼電器、光電隔離器、光電隔離固態(tài)繼電器。用繼電器對開光量進行隔離時，要考慮到繼電器線包的反電動勢的影響，驅(qū)動電路的器件必須能耐高壓

59、。為了吸收繼電器線包的反電動勢，通常在線包兩端并聯(lián)一個二極管。對于開關(guān)量的輸入，一般用電流傳輸?shù)姆椒ā?lt;/p><p>　　3、分頁說明——系統(tǒng)軟件說明</p><p>　　I/O口擴展與應(yīng)用的控制系統(tǒng)主要分為主程序、8255初始化程序、二極管發(fā)光程序、燈泡發(fā)光程序等組成。</p><p><b>　　3.1 主程序</b></p>

60、;<p>　　主程序主要負責(zé)總體程序的管理功能，包括初始化部分與譯碼編碼設(shè)定部分。其流程圖如下所示：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求選擇正確的芯片型號，設(shè)計出符合要求的電路原理圖，用8255接口芯片，擴展硬件，讀取A口上8個按鍵的開關(guān)狀態(tài)，B口輸出數(shù)據(jù)并且驅(qū)動發(fā)光二極管顯示按鍵狀態(tài)。C口經(jīng)光電隔離驅(qū)動220V40W交流白灼燈（與發(fā)光二極管狀態(tài)一致）。</p><p>　　同

61、時根據(jù)原理圖中芯片結(jié)構(gòu)及性質(zhì)編程，畫出仿真圖并把程序?qū)敕抡孳浖羞M行調(diào)試，若程序無誤且按要求操作能達到預(yù)期結(jié)果則說明調(diào)試成功；</p><p><b>　　8255初始化程序</b></p><p>　　用8255A的A,B,C端口均作為輸入或輸出端口，有1個開關(guān) 8個發(fā)光二極管（用D表示）和8個白熾燈（用L表示），當(dāng)開關(guān)S1接通時，D1和L1亮。以此類推當(dāng)PA口對

62、應(yīng)的開關(guān)閉合時，PB和PC口所對應(yīng)的LED燈和白熾燈同時亮。</p><p>　　8255程序流程圖如下：</p><p><b>　　4結(jié)束語</b></p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)

63、成為當(dāng)今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。</p><p>　　回顧起此次單片機課程設(shè)計，我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在接近四星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是

64、很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對單片機匯編語言掌握得不好……通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知