MCS-51单片机输入／输出口的P0并行扩展方法

2.1 74HC377芯片的功能

输出接口扩展通常用74HC377芯片来实现。该芯片是一个带允许端的8D锁存器，其芯片的引脚如图4所示，各相关引脚的功能如下：

◇D0～D7为8位数据输入端；

◇Q0～Q7为8位数据输出端；

◇G为使能控制端；

◇CLK为时钟信号，上升沿锁存数据。

表1所列是该芯片的真值表。

2.2 应用74HC377芯片扩展输出接口

图5是利用74HC377进行输出接口扩展的电路连接图。图中，74HC377的G端与P2.6口相连，其地址是x0xxxxxxB，如果把“x”全置为1，则为1011 1111 1111 1111B，这样，0BFFFH就是该芯片的地址了。

由于MCS-51的WR是与74HC377的CLK端相连的，当WR信号由低变高时，数据总线上的数据为输出数据，而此时P2.6输出低电平，G有效，因此，数据就被锁存。其相关程序如下：

MOV DPTR，#0BFFFH

MOV A，#DATA

MOVX @DPTR，A

此外，利用74HC373芯片、74HC573芯片也可以进行P0口的扩展。

3 接口扩展实例

在实际的应用系统中，可能需要同时扩展多个I／O口，以满足应用系统的需要。而各个输入、输出扩展I／O芯片应通过74LS138进行“全地址”译码选通，从而分时复用数据总线DB (DataBus)。为了防止过渡干扰对译码选通逻辑造成的影响，单片机系统所用的外围芯片一般均设为双步选通方式，即除了配置译码选通端外，还应配置使能选通端。而74HC244芯片本身没有明显的片选和读／写控制端，设计时通常采用译码和读控制信号来同时控制74HC244的CS，从而有效地抑制输入／输出数据信息的过渡干扰。

此电路输入口扩展采用2个74HC244。其输入端接键盘或其它数字信号；而输出口扩展则选用2个74HC377，以用于控制数码管、发光二极管、继电器等。其详细电路原理图如图6所示。

其部分代码如下：

51单片机的数据／地址／控制总线端口都有一定的负载能力，P0口可驱动8个TTL门电路，P1口、P2口和P3口可驱动4个TTL门电路。负载超过上述规定一般应加驱动器。总线驱动器可以使用TTL型三态缓冲门电路74HC244、74HC245。另外，在扩展口线的同时，还应兼顾配置总线驱动器，注意总线负载平衡的配置。在总线上适当安装上拉电阻可以提高总线信号传输的可靠性。

此外，一个系统可能由于存在各种干扰及不稳定因素而出现故障，为解决这一问题，设计时也可以从软件设计方面采取一些措施。

4 结束语

与其它51单片机P0口扩展相比，本文介绍的输入／输出口的P0并行扩展方法，可以很方便的实现P0口的并行扩展。所设计的接口扩展电路已成功用于实际系统中。实际运行表明，采用该方法扩展的P0口系统能够可靠、稳定的运行。