マイクロコントローラの家族の多くのメンバーの中で、その優れた性能、成熟した技術、高い信頼性と費用対効果の高い、産業用制御および職業とMCS-51シリーズ・マイクロコントローラ主要市場の自動化エンジニアリングアプリケーション、および主流のモデルでシングルチップ・アプリケーションになります。
MCS-51マイクロコントローラは、パラレルポートP0、P1、P2及びP3を有し、ポートP0は、アドレス/データ・バス・ポートであるので、P2ポートは高い8ビットのアドレス線であり、P3ポートを有します第二の機能、本当に双方向I /OポートP1ポートにのみアプリケーションとして使用することができるように。ほとんどのアプリケーションでは、これだけでは十分で、それゆえ、設計MCS-51マイコン応用システムのほとんどは、必然的にP0ポートの拡張にする必要がありますされていません。
MCS-51マイクロコントローラ外部RAM及びI /Oポートのアドレス指定は、従って、可能な均一であるので、マイクロコントローラの外部RAM空間の64Kバイトに拡張周辺Iの一部として/Oポートアドレス空間。したがって、マイクロコントローラは、読み出し/書き込み動作のP0ポートへの外部アクセスRAMメモリユニットのようなインターフェースチップとして外部ポートP0にアクセスすることができます。多くの専用チップ用P0ポートの拡張。 8255拡張チッププログラマブルパラレルポートP0、P0 8155プログラマブルパラレルポート拡張チップ。この記事では、特定の方法74HC244チップの使用に焦点を当て、P0ポートとしてスリーステートバッファを備えたラッチ74HC377チップの出力と平行に延びています。
入力インターフェース拡張
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MCS-51マイクロコントローラのデータバス上に接続されるチップを必要とし、排他的に使用することができない共通バスでありますそれは、'トライ'機能、こうして入力インタフェースを拡張するには、実際に制御するために使用することができるチップを探していると、三状態出力を含みます。そのように、入力デバイスは、入力デバイスと直接マイクロコントローラに接続されるデータバスのデータラインを可能にする、ゲートされ、入力装置がゲートされていない場合、それはデータ・ソースとデータ・バスを分離することができる（すなわち、トライステートバッファそれは）ハイインピーダンス状態です。入力データは（キーボードなど）比較的長い時間を維持することができる場合
1.1 74HC2244チップ機能
、入力インターフェースは、単に、一般的に使用される典型的な74HC244チップを拡張しますチップは、スリーステート・データ・バッファで構成することができます。図1に示さ74HC244チップのピン配列。
ログイン 74HC244チップは、それぞれ、使用彼らのゲート信号として1C 2G作業に、2~4個のトライステートバッファを有しています。図1C及び図2Gは、出力端子Yと同一の状態の入力端子A低い場合、1Gおよび2Gが高い場合、出力ハイインピーダンス状態。
1.2拡張チップ74HC244入力インタフェースアプリケーション
図2は、入力インタフェース回路拡張原理を用いて74HC2244チップであり、図3は、読み出しポートP0のタイミングチャートです。図3から分かるように、同じ低P2.7及びRD、74HC2244できるだけでマイコンのP0ポートへのデータ入力。ここで、P2.7 74HC244がアドレスを決定し、0000H-7FFFH（CO 32K）アドレスは、グループの法則から選択される副作用であるラインで、ユニットにアクセスすることができます。一般的にチップとして最上位アドレスは、このチップのアドレスとしてプログラムのアドレスを書き込む場所を選択し7FFFHです。しかし、これはもちろん、完全に0000Hは、このチップのアドレスとして使用することができる唯一の習慣、規範的ではない、です。アドレスが決定された場合、入力インターフェイスは、次の手順：
MOV DPTR、＃7FFFH
MOVX A、@ DPTR
前記MOVX命令は、外部RAMの取扱説明書を専用タイプMCS-5Lマイクロコントローラです。外部I /Oと外部RAMインターフェースは同じであるため、それは一般的に、外部Iにこの命令を使用していない/O操作が進みます。 MOVX実行命令と、マイクロコントローラは、ORゲートの出力ポートで生成されるピン、波形又はP2.7相の立ち下がりエッジ（入力または出力に応じたコマンド）RDまたはWRの立ち下がりエッジを生成しますデータ入力装置は、バスMCS-51マイクロコントローラから読み取ることができるように、立ち下がりエッジは、出力と入力の立ち下がりエッジは74HC244がオンになります。
データ入力装置は、時間が比較的短い提供する場合、なお、74HC244、ラッチせず、したがって、それはベルトラッチチップを拡張する必要があります、 74HC373,74HC573などのように。 2
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出力インターフェース拡張 出力aは一つの状態のままで、マイクロコントローラのデータバスと個々のチップのためのサービス、および一般的に不可能であるので、データ出力インターフェースの主な機能は、出力インターフェイスは、実際にラッチ延長部を延長さ、すなわち、（すなわち、データラッチ）が維持されます。
2.1 74HC377チップ機能
出力インターフェースは通常74HC377チップ延長されます。チップは、チップのピンは、図4に示したラッチ8D、で終了させ、関連する端子の機能は以下の通り：◇D0〜D7の8ビットデータ入力
ログイン;
◇Q0〜Q7 8ビットのデータ出力端子と、
◇Gの制御端子を有効にする。
◇CLKはクロック信号の立ち上がりエッジのラッチデータです。
表1に記載のチップの真理値表です。
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2.2アプリケーション74HC377チップ出力インターフェース拡張
図5は、出力インターフェース拡張回路接続図を用いて74HC377です。 X'、0BFFFHは、チップのアドレスであるように、すべて1に設定し、1111B 1011 1111 1111であった。図、G 74HC377は&'場合、アドレスはx0xxxxxxBあるP2.6ポートに接続されたエンド
ログイン WR MCS-51のでCLK端子74HC377、ローからハイにWR信号に接続され、データバス上のデータの出力データとして、このP2.6出力ロー、G活性、したがって、データがラッチされる場合。以下のように関連する手順は次のとおり
MOV DPTR、＃0BFFFH
MOV A、＃データ
MOVX @ DPTR、
また、チップ74HC373の使用、 74HC573チップP0ポートも拡張することができます。
3インタフェースのインスタンスを拡張
実用的なアプリケーションでは、それはアプリケーションのニーズを満たすために、I /Oポートの複数を拡張する必要があるかもしれません。 、デコードゲートので、データバスDB（データバス）の時分割多重化、フルアドレス'各入出力拡張I /Oチップは74LS138&'を介して行われます。遷移ゲーティング論理復号結果に対する干渉の影響を防止するために、一般に二つのパスモードに配置されている周辺チップによって使用されるSCMシステムが選択されている、すなわち、外形デコーダのゲート端に加えて、ゲート端子を可能にするように構成されるべきです。 74HC244チップ自体と明らかなチップセレクト、リード/ライト制御端子は、通常デコードと同時に、効果的遷移外乱入力/出力データ情報を抑え、CS 74HC244のデザインを制御するための制御信号を読み出します。 2 74HC244を使用して
この入力ポート拡張回路。デジタル信号そのキーボードまたは他の入力端子と、出力拡張ポート2は、LEDを制御するため、発光ダイオード、リレーなどを74HC377選択されます。図6に示す詳細な回路概略図。
次のようにコードのどの部分：
51マイクロコントローラのデータ/アドレス/制御バスポートは、P0ポートは8つのTTLゲートを駆動することができる特定の負荷容量を有し、ポートP1、P2とポートP3ポートは、4つのTTLゲートを駆動することができます。通常、負荷が所定の駆動を追加する必要があります超えています。 TTLバスドライバはトライステートバッファゲート回路タイプ74HC244,74HC245を使用することができます。拡張ポートラインは、も考慮にコンフィギュレーションバスの運転手をしながらまた、バス負荷は、コンフィギュレーションの注意のバランスをとります。好適信号伝送バスの信頼性を向上させるためにバスプルアップ抵抗器に搭載されました。
また、システム障害がこの問題を解決するために、様々な外乱に起因して不安定に発生する可能性があり、デザインもソフトウェアの設計からいくつかの手順を取ることができます。
4結論
51他の拡張マイクロコントローラポートP0と比較し、この資料に記載され、入力/出力ポートは、並列拡張メソッドをP0、容易に実現することができるポートP0並列拡張。インターフェース拡張回路の設計が成功し、実際のシステムで使用されてきました。実際の動作を表示し、この方法は、信頼性と安定した動作P0ポートシステムを拡張することができます。