移位寄存器方式-单片机原理与接口技术设计实训

1 将串行接口作为并行输入口使用

串行接口在方式0下，通过外接一个“并入串出”的8位移位寄存器（74LS165或CD4014），可以作为并行输入接口使用。例如，通过外接CD4014将8路开关状态从串行接口读入单片机的电路如图7-16所示。

CD4014是一个8位串入/并入串出移位寄存器，CP为同步移位脉冲输入端，P1～P8为并行输入端，Q8为串行输出端，P/¯S为控制端。若P/¯S=0，则CD4014为串行输入；若P/¯S=1，则CD4014为并行输入。开关K_C用于提供控制信号，当K_C闭合时，表示要求单片机读入开关量。只要在程序中对P1.1引脚进行查询，发现P1.1=0（即开关K_C闭合），便通过P1.0使CD4014的P/¯S=1，然后再启动单片机串行接口方式0接收过程，即可将CD4014并行输入的开关状态通过串行接口输入到单片机中。

图7-16 单片机与CD4014连接电路

具体程序如下：

ORG 0500H

CLR ES；关串行接口中断，使用查询方式控制

START：JB P1.1，$；若K_C未闭合，则等待

SETB P1.0；若K_C未闭合，令CD4014并行输入开关量

NOP；适当延时

NOP

CLR P1.0；令CD4014停止并行输入，准备串行输出

MOV SCON，#10H；设置串行接口为方式0、RI=0、REN=1、启动接收

JNB RI，$；若未接收完，则等待

CLR RI；接收完，清RI

MOV A，SBUF；将开关量读入单片机的A中，进行开关量处理

SJMP START；准备下一次读入开关量

END

2 将串行接口作为并行输出口使用

串行接口在方式0下，通过外接一个“串入并出”的8位移位寄存器74LS164（或CD4094），可以作为并行输出口使用。将应用项目中单片机通过8155与LED数码管连接的接口电路改为使用串行接口与LED数码管连接，如图7-17所示。

在图7-17中，单片机串行接口工作于方式0，作为移位寄存器，RXD用于输出字形码（段码），TXD用于输出移位脉冲。

图7-17 串行接口与LED的连接电路

例7-3：单片机工作于方式0，利用外接了一个串入并出移位寄存器74LS164扩展并行输出口，将串行数据扩展成并行数据，并实现8个LED由上向下循环点亮，产生流水灯效果。电路如图7-18所示，74LS164寄存器芯片如图7-19所示。

图7-18 74LS164扩展并行输出口循环点亮LED

图7-19 74LS164寄存器芯片

解：（1）工作原理

1）清零端若为低电平，输出端都为0。

2）清零端若为高电平，且时钟端CP出现上升沿脉冲，则输出端Q锁存输入端D的电平。

3）串行数据输入端（A，B）可控制数据。当A、B任意一个为低电平，则禁止新数据的输入，在时钟端脉冲CP上升沿作用下Q₀为低电平。当A、B有一个高电平，则另一个就允许输入数据，并在上升沿作用下确定串行数据输入口的状态。

4）前级Q端与后级D端相连——移位作用，最先接收到的数将进入最高位。

（2）程序分析

1）串行接口初始化：SCON=0。方式0（SM0/SM1=00）；中断请求标志位清0（RI=0，TI=0）；禁止接收数据（REN=0）。

2）串行数据输出时，一组数据发送完成，TI会被置1。可以采用中断法或查询方式进行判别，满足条件，发送下一组数据，否则循环等待直到TI置1。

3）方式0发送串行输出低位在先，高位在后。而74LS164是先串入的数进入最高位。若需要实现指定效果（仅D1点亮为例），则74LS164应输出11111110B，发送端数据应为LED=01111111B；欲使LED由上向下点亮，发送端数据应右移且最高位置1。

程序设计如下：(www.xing528.com)

ORG 0000H

AJMP START

ORG 0030H

START：MOV SP，#5FH

MOV SCON，#00H；设置串行接口工作方式0

MOV A，#0FEH；首次发送的字节数据

LOOP：MOV SBUF，A

JNB TI，$；为发送完数据原地等待

CLR TI；清除发送标志

LCALL DELAY

RL A；准备下一次发送的数据

AJMP LOOP；循环发送

DELAY：MOV R5，#8

D1：MOV R6，#250

D2：MOV R7，#250

D3：DJNZ R7，D3

DJNZ R6，D2

DJNZ R5，D1

RET

END

例7-4：利用串行接口外接两片8位并行输入串行输出的寄存器74LS165扩展两个8位并行输入口。要求从16位扩展口读入10组共20B数据，并将其转存到内部RAM的30H开始的单元。S/L=0，并行接收数据；S/L=1，允许串行移位。其电路如图7-20所示。

图7-20 外接两片8位并行输入串行输出的寄存器

解：程序段如下：

MOV R7，#10；设置读入数据组数

MOV R0，#30H；设置内部RAM数据区首地址

START：CLR P1.0；并行置入数据

SETB P1.0；允许串行移位

MOV R2，#02H；每组为2B

RXDATA：MOV SCON，#10H；串行接口工作在方式0，允许接收

WAIT：JNB RI，WAIT；未接收完一帧，则等待

CLR RI；RI标志清0，准备下次接收

MOV A，SBUF；读入数据

MOV @R0，A；送至片内RAM缓冲区

INC R0；指向下一个地址

DJNZ R2，RXDATA；未读完一组数据，则继续

DJNZ R7，START；10组数据未读完重新并行置数