8051－I/O口扩展流水灯

8051－I/O口扩展流水灯

注：该课件是理论与实际相结合

作者：DEJUN

指导教师：NSM（副教授）

 

第一部分   设计结构框图及设计电路…………2

第二部分   8051单片机…………………………6

第三部分   2764程序存储器……………………7

第四部分   74LS373锁存器……………………8

第五部分   74LS02P或非门……………………9

第六部分   调试…………………………………9

第七部分   总结…………………………………12

第一部分

设计结构框图

设计结构框图：使用8051芯片的P.0（p0~p7）口作片外输入输出；2764作片外程序存储器；74LS373作锁存；74LS02P作片选。

   在设计过程中，总共分三大总线：数据线、地址线、控制线.

1.地址总线  由P2口提供高8位地址线，此口具有输出锁存的功能，能保留地址信息；由P0口提供低8位地址线。由于P0口是地址、数据分时使用的口线，所以为保存地址信息，需外加地址锁存器锁存低8位的地址信息。一般用单片机的ALE正脉冲信号的下降沿控制锁存时刻。

2.数据总线  由P0口提供。此口是双向数据总线的通道口。

 

3.控制总线  扩展系统时常用的控制信号为地址锁存信号ALE，片外程序存储器读选通信号 ，访问外部程序存储器的控制信号 ，复位信号RESET，第二功能状态下P3口的某些控制如 和 等。

 

元件清单：

元气件名称	规格	数量
单片机	80c51	1
EPROM	2764	1
8D锁存器	74LS373	5
或非门	74LS02	1
电解电容	25V22uf&&1.0uf	1&&5
瓷片电容	30p	2
电阻	200	1
	1k	1
	300	32
晶体振荡器	11.059MHz	1
按键开关		1
发光二极管	红色	9
	黄色	11
	绿色	12
管脚	40p	1
	28p	1
	20p	5
	14p	1
万用板	33mil*60mil	1
导线	Φ3.5mm	若干

 

第二部分

8051单片机

8051引脚排列及功能：

主电源引脚Vss（20脚）和Vcc（40脚）；

时钟电路引脚XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚），与晶振连接.控制信号引脚RST（9脚），RST复位（9脚）输入24个时钟脉冲周期宽度以上H电平复位；ALE（30脚）与74LS373的11脚连接，锁存扩展地址低位字节控自信号，或EPROM编程时输入编程脉冲；

PSEN（29脚）与2764的22脚连接，访问片外程序存储器是输出负脉冲作片选控制信号，12个始终周期2次生效，但访问片外RAM时无效；/EA或Vpp（31）程序储存地址的选择，H时先选片内超址时自动跳到片外ROM，或编程时施加编程电压。

 

 

第三部分

2764程序存储器

EPROM存储器：2764（8K 8）给出它的引脚： 

①A0～A11——地址输入线；

②D0～D7——数据线，三态双向，读时为输出线，编程时为输入线，禁止时为高阻；

③ ——片选信号输入，低电平有效；

④ ——读选通信号输入线，低电平有效；

⑤ ——编程脉冲输入线，低电平有效；

⑥V_PP——编程电源输入线；

⑦V_CC——电源，一般为+5V；

⑧GND——地线。

该部分主要受8051单片机的PSEN（29脚）的控制。由该脚输出“0”或“1“来使该芯片“写”或“读”。实现数据的传输。

 

 

第四部分

74LS373锁存器

74LS373锁存器引脚：

其中D₇～D₀为输入数据端，Q₇～Q₀为输出数据端，G为输入数据锁存端， 为输出数据控制端。只要 端接高电平，锁存器输出呈高阻态；当G接正脉冲时，可将输入数据D₇～D₀暂存在锁存器内部；一旦当 端施加低电平信号，暂存数据才反映到输出数据端Q₇～Q₀上。将 端始终接一低电平，保持输出常通。使G端与单片机的ALE（30脚）相连。

在一个指令周期中ALE两次出现高平，当我们用MOVX @DPTR，A送数到外部存储器时，因为MOVX是单字节双周期指令，先从ROM中读取指令，然后对外部RAM进行写操作，在第一个机器周期，在ALE出现一个高电平时，读取指令（即操作码）有效，第二机器周期时，进行外部RAM访问，此时ALE信号无关，所以，第二机器周期不产生取指操作，利用74LS373锁存作用，锁存低8位地址线A0~A7。当ALE为低电平时，并输出供系统使用。  

第五部分

74LS02P或非门

74LS02P或非门引脚：

74LS02是4个2输入或非门，用来作为74HC573的片选控制信号的来源，它是将80C51的/WR（16脚）分别与P2.5、P2.6、P2.7和P2.8或非后送到4片灯控74HC73的G脚，H电平选中。 

第六部分  

调试

使用最简单的程序来调试硬件的正确与否。

org 0000h    ;定义开始地址

strat:

 mov R0,#0000h  ；清零R0

 mov r0,#08h

    mov a,#0ffh       ；发光二极管全灭

    mov dptr,#0fffh   ；设置片外指针

L0:cpl a              ；发光二极管全亮

   lcall delay

   movx @dptr,a

   djnz r0,L0

   mov dptr,#0efffh

mov r0,#08h   ;

L1:rr a          

movx @dptr,a      

    lcall delay         

    djnz r0,L1    

    mov a,#000ffh ；将A中的值复位

    movx @dptr,a

    mov dptr,#0dfffh

    mov r1,#08h

    mov a,#0feh

  L2:rr a

    movx @dptr,a

    lcall delay

    djnz r1,L2

    mov a,#000ffh

    movx @dptr,a

    mov dptr,#0bfffh

    mov r1,#08h

    mov a,#0feh

  L3:rr a

    movx @dptr,a

    lcall delay

    djnz r1,L3

    mov a,#000ffh

    movx @dptr,a

    mov dptr,#07fffh

    mov r1,#08h

    mov a,#0feh

L4:rr a

    movx @dptr,a

    lcall delay

    djnz r1,L4

    mov a,#000ffh

    movx @dptr,a

ljmp strat

以下为延时程序。

delay:nop

     nop

     mov r2,#0ffh

     m1:mov r3,#0aah

     m2:mov r4,#0aah

     m3:djnz r4,m3

     m4:djnz r3,m4

     djnz r2,m1

       ret

以上程序经运行检查无错误。但是不是本人预先所想象的那种效果，本来是想全亮八次的（闪烁八次）；结果只亮了4 次后来。发现标号（L0）放错了。因该放在：mov a,#0ffh这里才对。

第七部分 

总结

本次制作可说是：酸、甜、苦、辣什么味都有。由于是初次使用《Protel 99 SE》做PCB板，一点经验也没有，所以在制作的时候走了很多弯路，犯了许多地低级的错误。绘制电路图有错（没有放置电源（在PCB中及时纠错）、连线交叉（调试发现）、元器件地I/O口没有检查）、PCB放置元件有错（X方向翻转）等等许许多多地错误导致花费了很多地时间在上面，完全是事倍功半。不过还好俺有耐心也有信心去继续做下去。在多次地折腾下终于把它折腾出来开了。不过现在从做一我想不会象以前那样费劲了。

参考文献

1：多数来于网上资源

2：《单片机初级教程》北京航空航天大学出版社 张迎新 杜小平 樊桂花 雷道振 编著