8255应用研究毕业论文2Word格式文档下载.doc
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校级自然科学研究项目
8255应用研究
学生：
郑国海
指导教师：
郭辛
摘要：
随着电子技术的迅猛发展，电路越来越复杂，这使得一些低端单片机因其有限的接口不能胜任复杂的外围电路。
这时我们就要对单片机I/O口进行扩展。
最常用的就是INTEL公司的8255A芯片。
该芯片性能稳定，功能多，价格合理，已经广泛应用到各个领域。
本研究主要研究8255对51单片机I/O口扩展功能。
本设计采用stc89c52单片机作为主控芯片，通过74hc573锁存，再传给8255。
这样可以通过编程实现对单片机I/O口的扩展。
再由8255的PA、PB、PC口作为I/O口，从而实现对lcd1602液晶和矩阵键盘的控制。
关键词：
液晶、51单片机、键盘、I/O口
ResearchonApplicationof8255
Undergraduate:
ZhengGuohai
Supervisor:
GuoXin
Abstract：
Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,single-chipmicroprocessor（SCM）cannotmeettheneedofcomplexcircuitsbecauseofitslimitinterfaces.Inthiscase,somemicrocontrollerI/Oportforexpansionwouldbeuse.ThemostcommonistheIntelCompany'
s8255Achip.Thechipperformsstably,function,lowcost,andhasbeenwidelyappliedinvariousfields.TheI/OportexpansionforC51hasbeenstudiedinthispaper.
WithSTC89c52beingitsmicrocontroller,dataaresentto8255AviaLatch,74hc573inthedesign.Portexpansioncanbeachievedbyprogram.Andthendatafrom8255thePA,PB,PCportasI/Oports,enablecontrolliquidcrystaldisplay（LCD）andkeyboard.
朗读
显示对应的拉丁字符的拼音
Keywords：
LCD;
SCM;
Keyboard;
I/OPort
目录
绪论 1
1单片机概述 2
1.1单片机的应用领域 2
1.2单片机的发展趋势 2
2设计方案及单片机的选型 3
2.1系统设计方案 3
2.2单片机选型及其介绍 3
38255对单片机I/O口扩展 6
3.18255工作方式及扩展原理 6
3.2单片机与8255接口电路 8
4锁存芯片选择及功能 9
4.1锁存芯片选择 9
4.274LS573功能介绍 9
5LCD1602显示原理 10
6矩阵键盘及键盘电路 11
7系统软件设计 12
7.1软件设计思路 12
7.2软件调试 15
结论 16
参考文献 17
致谢 16
附录1 19
附录2（程序清单） 20
绵阳师范学院2011届本科设计（论文）
绪论
随着科技的飞速发展，电子系统变得越来越复杂。
传统的51单片机的32个I/O口已经远远不能胜任工业控制，以及一些电子产品的外围电路控制。
所以本文介绍了一种简单实用的方法扩展单片机I/O口。
用一片51单片机，一片74hc574锁存芯片，还有8255以及一些简单的外围电路便可以实现对单片机I/O口进行扩展。
扩展口8255的PA、PB、PC口可以当单片机的8位I/O口用。
但是这是需要对地址及数据进行锁存，可以通过对单片机写软件进行实现。
数据锁存可以用74ls373也可以用74hc573，都是D-Q锁存芯片，功能也都相同，由于管教分布不一样。
74ls373是输入输出有交叉的，而74hc573输入和输出不交叉，这样给电路设计带来很多方便。
因此本课题锁存芯片采用74hc574的电路，使电路更加简单。
本设计主要原理是由stc89c52单片机作CPU，通过74hc573锁存数据，再传给8255的COM口。
通过设置8255端口地址，达到控制8255的PA、PB、PC口的读写，这样就可以实现对单片机I/O口的扩展。
8255的A0、A1接到74hc573的输出端。
其中片选端CS低电平有效，REST接地。
其中8255选择方式0，其控制线WR,RD分别于单片机对应口相连。
本课题主要研究8255芯片对单片机I/O口的扩展功能，以及矩阵键盘和液晶的应用。
1 单片机概述[2][4][5][6]
1.1单片机的应用领域[2]
单片机常常作为电子产品，智能仪器的核心，相当于人的大脑。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:
[2]
1。
在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备（功率计,示波器,各种分析仪）。
2.在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用
可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
5.单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
1.2单片机的发展趋势[4][6]
世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。
纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:
1.低功耗CMOS化
MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。
象80C51就采用了HMOS（即高密度金属氧化物半导体工艺）和CHMOS（互补高密度金属氧化物半导体工艺）。
CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。
所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
2.微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）、有些单片机将LCD（液晶）驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。
甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。
3.主流与多品种共存[6]
虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机最常用,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。
所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。
而Microchip公司的PIC精简指令集（RISC）也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。
在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。
2设计方案及单片机选型
2.1设计方案
采用8255扩展单片机I/O口，用stc89c52单片机作为主控芯片，通过74hc573锁存，再传给8255。
通过锁存后再把数据传给8255，从而实现PA、PB、PC口作为I/O口的功能。
本系统设计框图见图2-1：
锁存芯片
8255
键盘液晶
单片机
图2-1系统框图
2.1单片机的选型及其介绍[2][6]
在系统的设计中，选择合适的系统核心器件就成为能否成功完成设计任务的关键。
选择好合适的单片机可以最大地简化单片机应用系统，而且功能优异，可靠性好，成本低廉，具有较强的竞争力。
目前，市面上的单片机不仅种类繁多，而且在性能方面也各有所长。
一般来说，选择单片机需要考虑以下几个方面：
（1）单片机的基本性能参数。
例如指令执行速度，程序存储器容量，I/O引脚数量等。
（2）单片机的增强功能。
例如看门狗、多指针、双串口等。
（3）单片机的存储介质。
对于程序存储器来说，Flash存储器和OTP（一次性可编程）存储器相比较，最好是Flash存储器。
（4）芯片的封装形式。
如DIP（双列直插）封装，PLCC（PLCC有对应插座）封装及表面贴附等。
（5）芯片工作温度范围符合工业级、军工级还是商业级。
如果设计户外产品，必须选用工业级。
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