扩展的I/O接口功能
AT89S51单片机扩展的I/O接口电路主要应满足以下功能要求。
1．实现和不同外部设备的速度匹配
大多数外部设备的速度很慢，无法和μs量级的单片机速度相比。AT89S51单片机在与外部设备间进行数据传送时，只有在确认外部设备已为数据传送做好准备的前提下才能进行数据传送。而要知道外部设备是否准备好，就需要I/O接口电路与外部设备之间传送状态信息，以实现单片机与外部设备之间的速度匹配。
2．输出数据锁存
与外部设备相比，由于单片机的工作速度快，数据在数据总线上保留的时间十分短暂，无法满足慢速外部设备的数据接收。所以在扩展的I/O接口电路中应有输出数据锁存器，以保证输出数据能为慢速的接收设备所接收。
3．输入数据三态缓冲
输入设备向单片机输入数据时，要经过数据总线，但数据总线上可能“挂”有多个数据源，为使传送数据时不发生冲突，只允许当前时刻正在接收数据的I/O接口使用数据总线，其余的1/0接口应处于隔离状态，为此要求I/O接口电路能为数据输入提供三态缓冲功能。
I/O端口的编址
在介绍I/O端口编址之前，首先要弄清楚I/O接口(Interface)和I/O端口(Port)的概念。I/O接口是单片机与外部设备间的连接电路的总称。I/O端口（简称I/O口）是指I/O接口电路中具有单元地址的寄存器或缓冲器。一个I/O接口芯片可以有多个I/O端口，传送数据的称为数据口，传送命令的称为命令口，传送状态的称为状态口。当然，并不是所有的外部设备都一定需要3种端口齐全的I/O接口。
每个I/O接口中的端口都要有地址，以便AT89S51单片机通过读／写端口来和外部设备交换信息。常用的I/O端口编址有两种方式，一种是独立编程方式；另一种是统一编程方式。
1．独立编址
独立编址方式就是I/O端口地址空间和存储器地址空间分开编址。优点是I/O地址空间和存储器地址空间相互独立，界限分明。但却需要设置一套专门的读／写I/O端口的指令和控制信号。
2．统一编址
统一编址方式是把I/O端口与数据存储器单元同等对待，即每一接口芯片中的一个端口就相当于一个RAM存储单元。AT89S51单片机使用的就是I/O端口和外部数据存储器RAM统一编址的方式。因此AT89S51的外部数据存储器空间也包括I/O端口在内。统一编址方式的优点是不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指令进行I/O读／写操作，简单，方便。但是需要把数据存储器单元地址与I/O端口的地址划分清楚，避免发生数据冲突。
I/O数据的传送方式
为了实现和不同外部设备的速度匹配，I/O接口必须根据不同外部设备选择恰当的I/O数据传送方式。I/O数据传送的方式有：同步传送、异步传送和中断传送。
1．同步传送
同步传送又称无条件传送。当外部设备速度和单片机的速度相比拟时，常采用同步传送方式，最典型的同步传送就是单片机和外部数据存储器之间的数据传送。
2．查询传送
查询传送又称有条件传送（也称异步式传送）。单片机通过查询外部设备“准备好”后，再进行数据传送。该方式的优点是通用性好，硬件连线和查询程序十分简单，但由于单片机的程序在运行中经常查询外部设备是否“准备好”，因此工作效率不高。
3．中断传送
为了提高单片机对外部设备的工作效率，通常采用中断传送方式，即利用AT89S51单片机本身的中断功能和I/O接口的中断功能来实现I/O数据的传送。单片机只有在外部设备准备好后，才中断主程序的执行，从而进入与外部设备数据传送的中断服务子程序，进行数据传送。中断服务完成后又返回主程序断点处继续执行。因此，采用中断方式可以大大提高单片机的工作效率。
I/O接口电路
目前常用的外围I/O接口芯片有：
(1) 82C55——可编程的通用并行接口电路（3个8位I/O口）。
(2) 81C55——可编程的IO/RAM扩展接口电路（2个8位I/O口，1个6位I/O口，256个RAM字节单元，1个14位的减法计数器）。
它们都可以和AT89S51单片机直接连接，且接口逻辑十分简单。
本文关键字：接口 接口电路，单元电路 - 接口电路
