智能数字控制系统 第7页

智能数字控制系统 第7页

信息以及/CE、IO//M的状态都锁存到8155内部寄存器。因此，单片机P0口输出的低8位地址信号不须外接锁存器。

IO//M为RAM/IO口选择线。当IO//M=0时，单片机选择8155的RAM读/写。AD0-AD7上地址为8155中RAM单元地址；当IO//=1时，单片机选择8155的I/O口，AD0-AD7上地址为I/O口地址。/CE为片选售号，/RD、/WR为读、写控制输入线。

2、 8155的RAM和I/O口地址编码

    8155在单片机应用系统中是按外部数据存储器统一编址的，为16位地址数据，其高8位由片选线/CE提供，而低8位地址为片内地址。当IO//M=0时，单片机对8155RAM读/写，RAM低8位编址为00H-FF；当IO//M=1，单片机对8155中的I/O口进行读/写时，8155内部I/O口及定时器的低8位编址如下：

3、 8155的工作方式与基本操作

8155可作为I/O口，片外256字节数据存储器及定时器使用，在各种类型使用下的基本操作如下。

（1）    作片外256字节数据存储器

种工作状态使用时将8155的IO//M，这时8155只能作片外数据存储RAM使用，其地址高8位由片选线决定，低8位为00H-FFH。与应用系统中其他数据存储器统一编址。使用片外数据存储器相同的读/写操作指令MOVX。

（2）    作扩展I/O口使用

 8155作扩展口使用时，IO//M引脚必须设置高电平，这时PA、PB、PC口的口地址的低8位分别为01H、02H、03H（设地址无关位为0时）。

8155的I/O口工作方式选择是通过对8155内部命令寄存器（命令口）设定命令控制字来实现的。命令寄存器的低8位地址为00H。

●            I/O口的工作方式选择。8155的A口、B口、可工作于基本I/O方式，选通方式，C口可作为输入输出口线，也可以作为A口、B口选通方式工作时的状态控制信号线。

●            I/O口工作方式选择完全依靠对8155命令寄存器（命令口）设定命令控制字的方式实现。命令寄存器只能写入不能读出。其格式如下页图所示。

命令寄存器的D0-D5位为I/O工作方式选择位。

         基本I/O工作方式：当8155编程为ALT1、AEL2时，A、B、C口均为基本输入输出方式，而用D0、D1位选定A、B口为输出还是输入工作方式选通I/O工作方式；当8155被编程为ALT3时，A口定义为选I/O，B口定义基本I/O；编程为ALT4时，A、B口定义为选通I/O工作方式。

●            I/O的状态查询。8155有一个状态寄存器，锁存I/O口和定时器的当前状态，供单片机查询用，状态存储器和命令寄存器共一个地址，只能读出不能写入。因此，或以认为8155的00H口是命令/状态寄存器，对其定入时作为命令寄存器，写入的是命令：而对其读出时，作为状态寄存器，读出的是当前I/O口和定时器的状态。

4、 8155工作状态

74LS138是8155芯片的译码器，在地址线A15至A8为1，A7=1的条件下，译码器才能工作。

         （1） 8155内部RAM

          8155芯片内部有256字节的RAM，其中00H～FFH地址共224个单元作为8031外部数据存储器，它们可以低8位寻址（高8位为1）。选中8155RAM区条件为：/CE=0，IO//M=0。只需译码器74LS138的Y7端输出高电平，即地址线A5、A4、A3任意一条为0，选中8155内部RAM。

         （2） 8155输入输出口

        8155作为输入输出口时，其条件为：/CE=0，IO//M=1。此时译码器74LS138的Y7端输出低电平，即地址线A5、A4、A3为111，选中8155输入输出口。

          8155受8031控制，8155芯片A口接显示器的各段。B口作为输入口，接键盘的每一列。C口作为输入输出口，接键盘的每一行，并且分别接显示器的选通端，控制所有数码管的位选。

四、系统键盘输入、显示器输出原理

1、 显示器工作原理

    显示器是MCS-51实用系统中最常用的输出设备。

    本设计系统采用了6只8段共阴极数码管作为显示器。它可以显示16进制数、小数点和另外一些由程序规定的字符。

    每一个数码管由8个发光二极管构成。发光二极管和普通二极管类似，也具单向导电性能，只是当管子有电流流过时就发光。图a是一只8段共阴极数码管，简称LED显示器。图b是一种LED显示电路。8155的PA口分别接在a到g和DP的8个发光二极管阳极上。由于采用了共阴极接法，只有在PA口输出为“1”时，且CS端为0时，发光二极管才会亮，即只有LED显示器中CS端为“0”，且只有
a,b,c,d,e,f,g,DP 8端至少有一个为“1”时，LED显示器才能显示内容:

(a)                                (b)

 若图片无法显示请联系QQ752018766

2、   字形代码

如果要使上图（b）的显示器显示“3”字形，那么只有使a、b、c、d、g 5个发光二极管发光才能实现。因此，阳级电平关系如下：

       a    b   c   d   e   f   g   dp

                     1    1   1   1   0   0   1   0

     其中，“1”表示高电平，“0”表示低电平，并且要保证CS端为“0”。因此，要使（a）图显示“3”字形，必须在输出端加F2H码，并且CS端应为“0”。

     这样，就存在着字形（“3”）与字形代码（F2H）转换问题。这个转换不必人工去作，并且，字形与字形代码的转换与各段接PA口的7个输出端的顺序有关，在程序中要显示的字，通过原理图分析可得到其代码。

3、   系统显示电路

此系统共有6只数码管。数码管的8个阳极分别与8155A口的PA0～PA7相接（即6只数码管的阳极并接在8155A口）。6只数码管阴极分别与8155C口PC0～PC5相接。（若在8155A口、C口各位加上反相器，则可提高它们带负载能力）。因此，8155A口为显示器字形口，地址为FFF9H。8155C口为显示器字位口，地址为FFFBH。

要使某一只管子显示一个特定的字形，就要在8155A口输出字形代码（此时字形代码同时加在6只数码管的阳级上），另外要使该位数码管阴极为“0”，其它数码管为“1”，才能只有一只管子显示规定字形。加在阴极上，保证只有一位数码管显示的信号叫字位代码。表3-2给出了系统中各数码管字位代码。例如，数码管LED3，字位代码为DFH，即11101111。如果把DFH送8155C口，只有数码管LED3为低电平“0”（其它各位阴极都为高电平“1”），因此仅选中了LED3。

                    表3-2  字位码表

总之，要使某数码管显示特定内容，必须满足3个条件：

（1） 字形代码送8155A口（口地址为F9H）

（2） 字位代码送8155C口（口地址为FBH）

（3） 延时1ms以上。

其中，“延时”是由于计算机工作速度太快，把字形码、字位码送到

显示器仅需要几微秒时间，这样短的时间显示器不可能正常发光，人眼看不到。“延时”是使字形码、字位码保持作用在数码管中一段时间，使其正常发光，以便使人的眼睛能稳定看到。

4、  系统键盘输入原理

    键盘是系统输入数据与程序的输入设备。键盘不仅能使8031能识别有无键按下而且还能识别是哪个键按下。

键盘主要有全编码键盘和非编码键盘两种。

全编码键盘每按下一个键，其键盘电路能自动提供被压键代码，并能产生一个选通脉冲通知CPU，此外还具有去抖动、防窜键等功能。这种键盘的优点是易于使用，但需要较多的硬件，价格也比较高。

非编码键盘在硬件上很简单，仅提供键盘行与列矩阵，其它工作都是由软件完成，也就是说用程序解决键识别，关生相应代码，防窜键，去抖动等问题。

本设计采用非编码键盘，以下介绍非编码键盘原理及其接口。

本系统设计键盘共有23个键，其中16个为数字键，12个为命令键。为

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