單片機的并行口線全文共44頁，當前為第1頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第2頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第3頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第4頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第5頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第6頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第7頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第8頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第9頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第10頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第11頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第12頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第13頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第14頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第15頁。在ALT1～ALT4的不同方式下，A口、B口及C口的各位工作方式如下：

ALT1：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸入方式。

ALT2：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸出方式。

ALT3：A口為選通輸入/輸出，B口為基本輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為，PC3～PC5為輸出。

ALT4：A口、B口為選通輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為，PC3為BINTR，PC4為BBF，PC5為。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第16頁。圖10-68155命令寄存器格式單片機的并行口線全文共44頁，當前為第17頁。8155內還有一個狀態寄存器，用于鎖存輸入/輸出口和定時/計數器的當前狀態，供CPU查詢用。狀態寄存器的端口地址與命令寄存器相同，低8位也是00H，狀態寄存器的內容只能讀出不能寫入。所以可以認為8155的I/O口地址00H是命令/狀態寄存器，對其寫入時作為命令寄存器；而對其讀出時，則作為狀態寄存器。圖10-78155狀態寄存器格式單片機的并行口線全文共44頁，當前為第18頁。3、8155的定時/計數器

8155內部的定時/計數器實際上是一個14位的減法計數器，它對TIMERIN端輸入脈沖進行減1計數，當計數結束（即減1計數“回0”）時，由TIMEROUT端輸出方波或脈沖。當TIMERIN接外部脈沖時，為計數方式；接系統時鐘時，可作為定時方式。

定時/計數器由兩個8位寄存器構成，其中低14位組成計數器，剩下的兩個高位（M2，M1）用于定義輸出方式。其格式如圖10-8所示。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第19頁。圖10-88155定時/計數器控制字單片機的并行口線全文共44頁，當前為第20頁。10.2輸出口線的驅動與隔離10.2.1驅動芯片

10.2.2光耦合器件單片機的并行口線全文共44頁，當前為第21頁。10.2輸出口線的驅動與隔離

10.2.1驅動芯片

開關量的輸入/輸出，從原理上講十分簡單，在控制現場經常遇到。CPU只要通過對輸入到端口的信息進行分析，判斷其狀態是“0”還是“1”，就可得知開關是“閉合”的還是“斷開”的。對于軟件設計者來說，如果要控制某個執行器的工作狀態，只需在編程時送出“0”或者“1”，即可操作執行機構。但是由于工業現場存在著電、磁、振動、溫度等各種干擾，再加上各類執行器所要求的一電壓量及功率不同，所以在接口電路中除根據需要選用不同的元器件來設計電路外，還需要考慮各種緩沖、隔離和驅動電路的設計。見圖10-9單片機驅動口線的幾種接法.單片機的并行口線全文共44頁，當前為第22頁。圖10-9單片機口線驅動其它電路的幾種接法單片機的并行口線全文共44頁，當前為第23頁。

常用驅動芯片有ULN2803,7407等,見圖10-10所示。

八達林頓晶體管陣列ULN2803中的八NPN達林頓連接晶體管是低邏輯電平數字電路(如TTL，CMOS或PMOS／NMOS)和大電流高電壓要求的燈、繼電器、打印機錘和其它類似負載驅動理想器件。廣泛用于計算機，工業和消費類產品中。所有器件的集電極開路輸出并接有用于瞬變抑制的續流鉗位二極管。ULN2803的設計與標準TTL系列兼容。7407是一種集電極開路的驅動芯片,用它可以驅動小型電器的電路.由于集電極開路,故可以由電源經負載到7407輸出端,然后到地形成新的控制回路。常用的驅動電路如圖10-10所示,圖10-11是ULN2803驅動小型繼電器的電路。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第24頁。(a)ULN2803(b)7407(C)7406圖10-10常用的驅動芯片單片機的并行口線全文共44頁，當前為第25頁。圖10-11ULN2803驅動小型繼電器的電路單片機的并行口線全文共44頁，當前為第26頁。10.2.2光耦合器件

1、光耦合器件原理

在單片機應用系統中，為了防止干擾，一般采用隔離技術，I/O的隔離最常采用的是光耦合器。光耦合器是以光為媒介傳輸信號的器件，它把一個發光二極和一個光敏晶體管封裝在一起，發光二極管加上正向輸入電壓信號（＞1.1V）就會發光。光信號作用在光敏晶體管上輸出信號。光電耦合器的輸入電路和輸出電路是絕緣的，是把“電的聯系”轉化為“光的傳輸”，再把“光的傳輸”轉化為“電的聯系”。即采用光耦合器件時，單片機用的是一組電源，外圍器件用的是另一組電源，兩者之間完全隔離了電氣聯系，而通過光的聯系來傳輸信息。一路光耦合器可以完成一路開關量的隔離，如果將8路或單片機的并行口線全文共44頁，當前為第27頁。16路一起使用，就能實現8位數據或16位數據的隔離。

光耦合器的輸入側都是發光二極管，但是輸出側則有多種結構，如光敏晶體管、達林頓晶體管、TTL邏輯電路以及光敏晶閘管等。光電耦合器的主要參數有：

（1）導通電流和截止電流：當發光二極管流過一電流時，光耦合器輸出端處于導通狀態；當流過發光二極管的電流小于某一值時，光耦合器輸出端截止。不同的光耦合器通常有不同的導通電流，一般在10～20mA之間。

（2）頻率響應：由于受發光二極和光敏晶體管響應時間的影響，開關信號傳輸速度受光耦合器頻率特性的影響，普通光耦只能傳輸10kHz以內的脈沖信號。因此，高頻信號傳輸中要考慮其頻特性。在開關量I/O通道中，信號頻率一般較低，不會受光耦合器頻率特性的影響。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第28頁。（3）輸出端工作電流I是指光耦合器導通時，通過光敏晶體管的客定電流以，它代表了光耦合器的驅動能力，與電流傳輸比Ic/If有關，如輸出端是單個晶體管的光耦合器如4N25的電流傳輸比≥20%，輸出端是達林頓晶體管的光耦合器如4N33的電流傳輸比≥500%。

（4）輸出端暗電流：是指光耦合器處于截止狀態時，流過光敏晶體管的額定電流。對光耦合器來說，此值越小越好，以防止輸出端的誤觸發。

（5）輸入/輸出壓降：分別指示發光二極管，一般在1.2～1.5V之間。

單片機的并行口線全文共44頁，當前為第29頁。

（6）隔離電壓：是指光耦合器對電壓的隔離能力。

光電耦合器二極管側的驅動電路可采用門電路直接驅動。一般的門電路能力有限，常選用帶OC門的電路（如7406反向驅動器、7407同向驅動器）進行驅動。根據受光源結構的不同，可以將光耦合器件分為晶體管輸出型和晶閘管輸出型。晶體管輸出型光耦合器內部結構如圖10-12所示。在晶體管輸出的光耦合器件中，受光源為光敏晶體管。光敏晶體管可能有基極,如圖10-12（a）所示的4N25，此外還有4N27、4N38等，如圖10-12(b)所示的TLP521，此外還有TLP421，TLP621等。部分光耦合器輸出回路的晶體管采用達林頓結構，用來提高電流傳輸比,如圖10-12（c）所示的4N33，此外還有H11G1、H11G2、H11G3等。

晶閘管輸出型光耦合器內部結構如圖10-13所示單片機的并行口線全文共44頁，當前為第30頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第31頁。晶閘管（俗稱可控硅）輸出的光耦合器件受光元件為光敏晶閘管。輸入回路驅動電流是發光二極的工作電流，一般為10～30mA。輸出回路中的光敏晶閘管可耐高壓，4N40和MOC3041的耐壓值高達400V，MOC3009～3012的輸出耐壓值電壓為250V，工作電流為十到幾百毫安，可直接控制小功率負載或作為大功率晶閘管的觸發源。

2、開關量輸入接口

（1）行程開關、繼電器觸點與MCS-51單片機的接口、行程開關、繼電器觸點輸入與MCS-51單片機的接口如圖10-14所示。當觸點閉合時，光電耦合器件的發光二極管因有電流流過而發光，使得右側光敏晶體管導通，從而單片機的一根I/O端口線送高電平；而當觸點未閉合時，光敏晶體管不導通，送向單片機的I/O端品引腳為低電平。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第32頁。

如果用按鈕一來代替行程開關、繼電器觸點，其原理是相同的。所以，可以用此接口電路的原理采集輸入按鈕開關、行程開關、繼電器觸點等的狀態信息。對于類似上述輸入的開關信號。（2）按鍵開關與M51系列單片機的接口，按鍵一或者鈕子開關類器件，可將高電平（或低電平）經單片機的I/O引腳輸入單片機。

如圖10-15所示，根據8路開關的狀態，當開關閉合時程序分別轉移至KF1～KF8的程序。圖中8路開關通過擴展輸入接口74LS244與AT89S51的P0口相連，開關閉合時產生低電平，當P3.0和RD均為低電平時才能選通74LS244。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第33頁。ORG

0100H

START：CLR P3.0 ;準備選通74LS244讀入開關狀態

MOVX A，DPTR ;讀P0口數據（只需操作）

RRC A

JNC KF1 ;如果D0為低電平，轉KF1

RRC A

JNC KF2 ;如果D1為高電平，轉KF2

RRC A

JNC KF3 ;如果D2為低電平，轉KF3

RRC A

JNC KF4 ;如果D3為低電平，轉KF4

RRC A

JNC KF5 ;如果D4為低電平，轉KF5

RRC A單片機的并行口線全文共44頁，當前為第34頁。JNC KF6 ;如果D5為低電平，轉KF6

RRC A

JNC KF7 ;如果D6為低電平，轉KF7

RRC A

JNC KF8 ;如果D7為低電平，轉KF8

SJMPSTART單片機的并行口線全文共44頁，當前為第35頁。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第36頁。3、功率輸出電路的控制

繼電器常用于控制電路的導通和斷開，包括電磁繼電器、接觸器和干簧管。其工作原理是利用線圈產生磁場，吸引內部的銜鐵，使動片離開常閉結點，與常開結點連通，實現電路的通斷。根據線圈所加電壓類型分為直流繼電器和交流繼電器兩大類，其中直流繼電器常用于單片機系統的輸出接口。在驅動大功率設備時，經常得用繼電器作為中間驅動源，通過這個驅動源，可以完成從低壓直流到高壓交流的過渡。如圖10-16所示。控制信號經光電隔離后，繼電器控制線圈由直流部分控制，而其輸出觸點則可以直接控制220V基至更高的電壓。

在設計時要考慮3個方面：單片機的并行口線全文共44頁，當前為第37頁。

（1）驅動電壓與繼電器的額定電壓相匹配。例如，額定吸合電壓為12V的繼電器，驅動電壓應在12V左右。驅動電壓太小，將引起繼電器抖動，甚至不吸合；驅動電壓太大，會因線圈過流而損壞。

（2）控制回路的工作電流要小于繼電器的額定觸點電流。

（3）由于電器的控制線圈有一定的電感，在關斷瞬間能產生較大的反電勢，因此在繼電器的控制線圈上反向并聯一個二極管用于電感反向放電，用來保護驅動晶體管不會擊穿。

（4）對于驅動電流較大的繼電器，可以采用達林頓輸出的光耦合器件直接驅動。也可以在光電耦合器件與繼電器之間再加一級晶體管驅動，例如S8050、S8550、S9012～S9015等。單片機的并行口線全文共44頁，當前為第38頁。1、雙向晶閘管輸出接口

如圖10-17為MOC3041與雙向晶閘管的接線圖，雙向晶閘管具有雙向導通功能，開關無觸點，且能在交流、大電流的應用場合使用，在工業領域應用極為廣泛。雙向晶閘管器件也稱光耦合雙向晶閘管驅動器，與一般的光耦合器不同，其輸出部分是硅光敏雙向晶閘管，有的還帶有過零觸發檢測器，用于保證在電壓接近為零時觸發晶閘管。常用的有MOC3000系列等，如MOC3011用于110V交流、MOC3041用于220V交流。

2、固態繼電器數出接口

固態繼電器是(SSR)是近年來發展起來的一種新型電子繼電器，其輸入控制電流小，用TTL、HTL、CMOS等集成電路或簡單的輔助電路就可以直接驅動，因此特別適單片機的并行口線全文共44頁，當前為第39頁。宜在控制現場作為輸出功率控制組件。其輸出利用晶體管或晶閘管驅動，無接觸電，與普通的電磁繼電器和磁力開關相比，具有無機械噪聲、無抖動和回跳、開關速度快、體積小、質量輕、壽命長、工作可靠等特點，并且耐沖力、抗腐蝕，因此，目前已經逐步取代傳統的電磁式繼電器和磁力開關作為開關量輸出控制組件。

圖10-18是固體繼電器內部邏輯圖。它由光電耦合電路、觸發電路、開關電路、過零控制電路和吸收電路5部分組成。它被封裝成一個整體，外面只有4個引腳(圖10-18中的A、B、C、D)。圖10-18中固態繼電器分為過零型SSR，非過零型SSR，非過零型SSR沒有“過零控制電路”組