Конспект содержит материалы, излагаемые в лекционном курсе, с необходимыми рисунками и схемами

Расширение портов ввода-вывода микроконтроллеров

Обычно микроконтроллер имеет от одного до шести параллельных восьмиразрядных портов ввода-вывода, причем в недорогих ходовых моделях их два или три. Такого количества часто недостаточно для подключения всех необходимых устройств ввода-вывода. Для экономии линий ввода-вывода используют описанные ниже способы.

1. Использование микросхем программируемых параллельных интерфейсов.
Ранее был рассмотрен способ построения порта ввода-вывода в микропроцессорной системе на основе микросхемы ППИ КР580ВВ55А (рис. 15). Она позволяет расширить один восьмиразрядный порт до трех. Для этого потребуется еще шесть линий управления, но и при этом количество линий ввода-вывода увеличивается с 14 до 24.


2. Использование шифраторов и дешифраторов.
На рис. 24 семь клавиш подключены к трем входным линиям микроконтроллера. Таким же способом можно подключать и некоторые другие устройства ввода.
Дешифраторы используют для уменьшения количества линий вывода. Например, на рис. 39 двумя линиями микроконтроллера коммутируются четыре сегментных индикатора.


3. Использование одних и тех же линий как для ввода, так для вывода.
Этот прием обычно используют в схемах с динамической индикацией. Одновременно с индикаторами к тем же линиям микроконтроллера подключают клавиши, состояние которых опрашивают в промежутках между зажиганием индикаторов. Пример такой схемы показан на рис. 55 [4]. Здесь одновременно с шестью индикаторами подключено шестнадцать клавиш по схеме со сканированием (матрица 8х2). Кроме того, для уменьшения количества линий управления с восьми до трех используется дешифратор DD2.
Диоды VD1 – VD8 нужны для исключения закорачивания сегментов индикаторов при одновременном нажатии двух или более клавиш.


4. Переход от параллельных интерфейсов к последовательным.
Многие цифровые устройства (датчики, многоразрядные и многострочные индикаторы, драйверы приводов и т. д.) используют последовательные интерфейсы для обмена данными. Это позволяет, хотя и в ущерб скорости, передавать данные с любой разрядностью по одному проводу. Наиболее часто используются следующие интерфейсы.

Рис. 55. Схема с одновременным подключением клавиш и индикаторов