单片机课程设计--IO口的扩展电路设计

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1、单片机课程设计 1 综合设计性实验综合设计性实验 51 系列单片机扩展并行输出口的电路系列单片机扩展并行输出口的电路 设计报告设计报告 姓名：姓名： 班级：班级： 学号：学号： 指导教师：指导教师： 单片机课程设计 2 课题名称：课题名称：I/OI/O 口的扩展与应用口的扩展与应用 1.1.概念概念 1.11.1 课题名称概述：课题名称概述： 在单片机家族的众多成员中，MCS-51 系列单片机以其优越的性能、成熟的 技术、高可靠性和高性价比,占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，并 成为国内单片机应用领域中的主流机型。 MCS-51 单片机的并行口有 P0、P1、P2 和 P3，由于 P0

2、 口是地址数据总线 口，P2 口是高 8 位地址线，P3 口具有第二功能，这样，真正可以作为双向 IO 口应用的就只有 P1 口了。这在大多数应用中是不够的，因此，大部分 MCS-51 单片机应用系统设计都不可避免的需要对 P0 口进行扩展。在较为复杂的控制系 统（尤其是工业控制系统，如可编程控制器）中，经常需要扩展 I/O 口。常用的 I/O 接口芯片有 74HC 系列锁存器/寄存器、8255 和 8155 等。同时要求可编程并 行 I/O 应具有以下功能： （1）具有缓冲、锁存功能的数据端口 每个端口都具有与 CPU 交换必须的状态和控制信息， 也具有与外设交换必须的状 态和控制信息(的握

3、手信号) （2）具有中断方式实现 I/O 的有关电路 （3）片选和连接控制电路 （4）可通过 CPU 对芯片的编程，选择数据端口、数据传送方向，选择查询或中 断通信方式 8255 是 Intel 公司生产的可编程并行 I/O 接口芯片，有 3 个 8 位并行 I/O 口。具有 3 个通道 3 种工作方式的可编程并行接口芯片（40 引脚） 。 其各口功 能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255 可作为单片机与多种外设连接时 的中间接口电路。 8255A 可编程并行输入/输出接口芯片是 Intel 公司生产的标准外围接口电 路。具有 40 条引脚，采用双列直插式封装。它有 A、B、C 三个端口

4、，可以通过 编程的方法来设定端口的各种 I/O 功能。由于它功能强，又能方便地与各种微机 系统相接，而且在连接外部设备时通常不需要再附加外部电路，所以得到了广泛 的应用。 单片机由 RAM、 ROM、 CPU 构成， 定时， 计数和多种接口于一体的微型控制器。 它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而 51 系列 单片机是个单片机中最为典型和最有代表的一种。这次课程设计通过对它的学 习、应用，从而达到学习、设计、开发软、硬件的能力。 本次设计主要设计了一个基于 8051 单片机来扩展外围芯片，实现相应的功 能，通过编写相应程序来控制 51 单片机，进而实现按键采集和功能。

5、 1.21.2 课题设计目的：课题设计目的： （1）进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理 单片机课程设计 3 （2）巩固和加深对单片机原理知识的理解，提高学生综合运用课程所学知识的 能力及相应得自学能力， 并初步建立起开发单片机应用系统的系统概念和整体设 计的思想。 （3）通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解相 关电路参数的计算方法。 （4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 （5）通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使自己了解开发单片 机应用系统的全过程，为今后从事设计开发工作打下基础。 （6）掌握单片机的接口技术和常用扩展接

6、口芯片如 8255 等的外特性、使用及控 制方法，熟悉汇编程序设计方法，能够达到熟练调试程序的程度。 （7）根据个人的设计调试过程，按照课程设计报告的规范撰写设计要求。 1.31.3 课题设计要求：课题设计要求： 结合 51 单片机，8255,、74LS373 等芯片完成单片机设计。根据设计原理图、 程序流程图、编写程序并调试，说明所设计电路的功能，以及各个功能模块的作 用。 原理图设计要求： 该图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。图中所使用的元件要合理选 用，器件参数要正确标明。CPU、外围器件、扩展接口、输入输出装置要一应俱 全。 程序设计要求： 写程序是要根据要求将总体功能分解成若干个子功能模块， 每个功能模块完 成一个特定的功能。根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关 系， 设计出完整的程序流程图。 编写程序， 并执行该程序进行调试， 检查该程序、 是否达到设计要求，若未达到，修改程序，直到达到要求为止。 1.41.4 课题设计内容：课题设计内容： 在较为复杂的控制系统（尤其是工业控制系统，如可编程控制器）中，经常 需要扩展 I/O 口。 常用