STC15W4K32S4系列单片机接口技术

在单片机应用系统设计中，采用TTL电路或CMOS电路的锁存器、三态门，使用总线式或非总线式扩展可以实现与单片机连接。总线式扩展是利用单片机访问片外RAM功能，将要扩展的I/O接口芯片挂在总线上，使其按统一规则进行读/写，这种扩展方式可以连接的芯片多，便于日后的升级，但电路连接比较固定、灵活性不强。非总线方式扩展是用单片机的I/O口直接与接口芯片连接，其特点是灵活性强，但可连接的芯片少。

下面以TTL和CMOS电路为例，介绍I/O端口的扩展方法（这类芯片没有专门的片选信号）。

1.用TTL电路扩展并行I/O口

采用总线式扩展TTL电路可以构成简单输入/输出口，能够降低成本、减小体积。图12-7所示是采用74LS573和74LS244扩展的I/O接口电路，其中74LS573是8D锁存器，扩展输出口，输出端连接8个LED发光二极管。74LS244是三态输入缓冲器，无锁存功能，可以用作8位总线驱动器，在这个实例中用来扩展输入口，输入端连接了8个按键。

LE是74LS573的时钟脉冲信号，当LE为上升沿脉冲时，锁存器的输出等于输入，即Q=D；当LE=0时，锁存器Q端保持原来的数据。OE是使能端，OE=1时输出为高阻态，OE=0保持有效。1G、2G是74LS244的三态允许输出端，低电平有效。74LS573和74LS244的选通操作逻辑见表12-2。

图12-7中用74LS573和74LS244扩展的I/O端口地址为0000H或7FFFH。

图12-7 TTL电路扩展实例

【例12-2】 按照图12-7，LED灯一一对应按键状态，若K₁按下对应L₁亮，若没有键按下，则LED灯全灭，要求编程用点亮LED灯表示某按键是否按下，其参考程序段如下：

此外，用74LS374、74LS377、74LS273和74LS574同样可以扩展I/O口，其扩展方法与扩展74LS573的方法相似。其读、写操作要由地址与RD或WR产生的组合逻辑控制。

表12-27 4LS573和74LS244选通操作的逻辑功能表

2.用串行接口扩展并行输入口(www.xing528.com)

CD4014和74LS165都是具有并行输入和串行移位输出的接口电路，使用这种芯片可以将单片机的串行接口扩展成并行输入口，接口电路如图12-8所示。

图12-8 用CD4014扩展并行输入口

图12-8中CD4014的PI0～PI7为8位并行输入端，Q8为移位寄存器高位，SI为串行数据输入端，CP为时钟脉冲输入端，P/S为并/串数据输入选择端。当P/S=1时，并行输入端数据被置入寄存器；当P/S=0时允许串行输入端数据移位输出，这时在CP脉冲的作用下将寄存器的数据从高位开始依次移位输出到单片机。按照这种连接方法可以级联扩展多个8位输入口，相邻两个芯片之间前一芯片的Q8与后一芯片的SI相连。

【例12-3】 按照图12-8，从扩展的16位输入口中读入6组数据（每组数2B），读入的数据存储在片内30H开始的单元。

3.用串行接口扩展并行输出口

CD4094和74LS164都是具有串行移位输入和并行输出的接口芯片，使用这种芯片可以将单片机的串行接口扩展成并行输出口，接口电路如图12-9所示。

图12-9 用74LS164扩展并行输出口

图12-9中74LS164的Q_A～Q_H为8位并行输出端口，Q_H为移位寄存器高位，A、B为串行数据输入端，CP为时钟脉冲输入端，CLR为复位输入端，低电平有效。通过串行传输数据时，单片机的串口从低位开始依次移位输出。在串口输出1字节数据后，该数据的低位被移位到Q_H，高位移送到Q_A。由于74LS164没有并行输出控制端，因此其并行输出端的状态会不断变化。

【例12-4】 按照图12-9，将片内30H、31H单元的内容通过串行接口传送到扩展的16位输出口。程序段如下：