1 存储器与I/O接口扩展练习题
时间：2013年5月30日 10电子升学班 姓名：
1、如何构造80C51 单片机并行扩展的系统总线?
【答】80C51 并行扩展的系统总线有三组。
①地址总线(A0～A15)：由P0 口提供低8 位地址A0～A7，P0 口输出的低8 位地址A0～
A7 必须用锁存器锁存，锁存器的锁存控制信号为单片机引脚ALE 输出的控制信号。由P2
口提供高8 位地址A8～A1 5。
②数据总线(DO～D7)：由P0 口提供，其宽度为8 位，数据总线要连到多个外围芯片
上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。哪个芯片的数据通道有效则由地
址线控制各个芯片的片选线来选择。
③控制总线(CB)：包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。系统扩
展用控制线有ALE、PSEN、EA、WR 和RD。
2、8OC51 单片机扩展一片Intel 2764 和一片Intel 6264，组成一个既有程序存储器又有
数据存储器的系统，请画出逻辑连接图，并说明各芯片的地址范围。
【答】采用线选法译码。
注意：复位后，PC=0000 H。对2764 与6264 芯片采用不同的控制线程序存储器2764
和数据存储器6264 与80C51 的连接图如图8-3 所示。
2 当P2.7=0,P2.6=0，PSEN=0 时，选中2764，因此，程序存储器2764 地址为0000 H～
1FFF H(因为系统中只扩展了一片程序存储器，所以2764 的CE 端也可以直接接地)。要注
意80C51 内部自带程序存储器，当外扩程序存储器2764 地址为0000 H～1FFFH 时，必须将
80C51 的EA 引脚接地。若80C51 的EA 引脚接高电平，则2764 地址为1000 H～2FFF H。
当P2.7=1，P2.6=0，P2.5=1，RD=0 或WR=0 时，选中6264，因此，数据存储器6264
基于AVR_SPI接口的MCP23S17扩展16位通用IO端口设计
MCP23S17是一种基于SPI接口的16位扩展IO芯片，可以通过SPI协议与主控芯片（如AVR）进行通信，以扩展IO端口的数量。本文将详细介绍基于AVR_SPI接口的MCP23S17扩展16位通用IO端口的设计。
一、MCP23S17简介
MCP23S17是Microchip公司生产的一款16位通用IO扩展芯片，通过与主控芯片（如AVR）进行SPI通信，可以实现16位IO口的扩展。MCP23S17可以通过SPI总线配置其工作模式，包括输入/输出模式、上拉电阻使能、中断使能等。
二、硬件设计
1.主控芯片（如AVR）：作为主控芯片，负责与MCP23S17芯片进行通信以及处理数据。
2.MCP23S17芯片：作为IO扩展芯片，通过SPI协议与主控芯片进行通信，并提供16位IO口的扩展功能。
3.外部设备：根据需求，可以连接各种外部设备，如按键、LED等。
硬件连线如下：
- AVR的SPI MOSI引脚连接到MCP23S17的SI（Serial Input）引脚，用于传输数据。
- AVR的SPI MISO引脚连接到MCP23S17的SO（Serial Output）引脚，用于接收数据。 - AVR的SPI SCK引脚连接到MCP23S17的SCK（Serial Clock）引脚，用于时钟信号。
- AVR的SPI SS引脚连接到MCP23S17的CS（Chip Select）引脚，用于选择芯片。
三、软件设计
1.初始化SPI模块：在主控芯片上初始化SPI模块，包括设置时钟分频、工作模式等。
2.初始化MCP23S17：通过SPI发送配置命令，初始化MCP23S17芯片的各种寄存器，包括IO口方向、上拉电阻使能、中断触发方式等。
3.读取IO口状态：通过SPI发送读取命令，读取MCP23S17芯片的输入口状态，并传输给主控芯片。
实验八、8155可编程并行I/O扩展接口实验
一、实验目的
1．熟悉8155并行接口芯片的基本工作原理及应用
2．掌握单片机与8155的接口电路设计和编程
二、实验设备
1． 仿真器
2． 8155可编程并行I/O扩展接口模块
3． 单片机最小系统模块
4． 数码管动态扫描显示模块
5．矩阵式键盘模块
三、实验要求
连接单片机最小系统、8155扩展接口实验模块、数码管动态扫描显示模块、矩阵式键盘模块，要求在键盘按下时，8位LED动态显示器上最低位显示相应的字符，以前的各位字符向高位推进1位。
四、实验原理
8155芯片内包含有256字节RAM，2个8位、1个6位的可编程并行I/O口，和1个14位定时器/计数器。由于8155既具有RAM又具有I/O口，因而是单片机系统中最常用的外围接口芯片之一。
４．1引脚说明
8155共40个引脚，采用了双列直插的封装，主要引脚功能如下：
AD7—AD0：地址数据总线；单片机和8155之间的地址、数据、命令、状态信息都是
通过它来传送的。
CE：片选信号线，低电平有效。
RD：存储器读信号线，低电平有效。
WR：存储器写信号线，低电平有效。
ALE：地址及片选信号锁存信号线，高电平有效。在下降沿时将地址及片选信号锁存到器件中。
IO/M：IO接口与存储器选择信号线，高电平选择I/O，低电平选择存储器。
PA7—PA0：A口输出/输入线。
PB7—PB0：B口输出/输入线。
PC5—PC0：C口输出/输入或控制信号线，用作控制信号时其功能如下：
PC0：A INTR（A口中断信号线） PC1：A BF（A口缓冲器满信号线）
PC2：ASTB（A 口选通线）
PC3：B INTR（B口中断信号线）
图8-1 8155引脚与逻辑图
PC4：B BF（B口缓冲器满信号线）
PC5：BSTB（B 口选通线）
《冶金自动化＞＞２００４年增刊
单片机Ｉ／ｏ口键盘扩展方法
王怀瑞１，顼庆坤２
（１．河北省应用数学研究所，河北石家庄０５００８１；２．河北省医疗保险管理中心）
［摘要］介绍了几种通过单片机Ｉ／Ｏ口键盘扩展的方法。主要探讨了几种采用较少的Ｉ／Ｏ口实现较多按键的方法。［关键词］单片机；Ｉ／Ｏ口；键盘扩展
随着单片机应用领域的扩大，操作人员与单片机系统需要交流的信息越来越多，用来交流的手段和
途径也更为灵活多样，而有着不可替代作用的键盘输入是最常用的输入方法。
１传统键盘简介
键盘的结构通常有两种形式：线性键盘和矩阵键盘。在不同的场合下，这两种键盘均得到了广泛的
应用。线性键盘由若干个独立的按键组成，每个按键的一端与单片机的一个Ｉ／Ｏ口相连。有多少个键就
要有多少根连线与单片机的Ｉ／Ｏ口相连，因此，只适用于按键少的场合。矩阵键盘的按键按Ｎ行Ｍ列
排列，每个按键占据行列的一个交点，需要的ｉ／ｏ口数目是Ｎ＋Ｍ，容许的最大按键数是Ｎ×Ｍ。显然，
矩阵键盘可以减少与单片机接口的连线数，简化结构，是一般单片机常用的键盘结构。根据矩阵键盘的
识键和译键方法的不同，矩阵键盘又可以分为非编码键盘和编码键盘两种。非编码键盘主要用软件的方
法识键和译键。根据扫描方法的不同，可以分为行扫描法、列扫描法和反转法３种。编码键盘主要用硬
件来实现键的扫描和识别，通常使用专用接口芯片，在硬件上要求较高。
２新式键盘设计
在扩充键盘时，需要考虑与单片机的接口方式、采用芯片的价格、应用环境等因素。传统的键盘与单
片机的接口方式有独立式、行列式，采用的芯片有８２５５、８２７９、ＭＡＸ７２１９、１４４９９等。采用这些方法或芯
片存在着占用Ｉ／Ｏ口资源过多、方法不通用、可扩充性不好、方案的整体成本较高等缺点。因此，探讨一
些键盘的特殊结构，用尽可能少的输入输出端口实现较多数量的按键数仍具有重要的应用价值。
有些特殊情况下，在组成一个最小的单片机系统的过程中，由于通用的Ｉ／Ｏ口有限，而又需要大量的
