I/O扩展常用方法与芯片

2024-07-06 02:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

主要有四种I/O扩展方法：

(1)并行总线扩展的方法 (2)串行口扩展方法 (3)I/O端口模拟串行方法 (4)通过单片机内I/O的扩展方法

IO口扩展可以通过以下芯片来实现：

1、并行扩展芯片，比如8255 ，8155等。 Refer: 8255A并行 I/O 接口芯片_Anpache的博客-CSDN博客8031单片机和8255A的接口设计_自动控制网 (eadianqi.com) 2、锁存器或缓冲器来扩展，比如74LS273,74LS373，74LS244,74LS245等等使用锁存器拓展：74HC573，顾名思义，就是可以通过控制LE引脚锁住输入io的点平，保持输出不变

3、串口-并口来扩展，比如74HC595，74HC164, MCP23017(IIC接口) 和 MCP23S17(SPI接口)等等。 74HC595是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器 Refer: 单片机I/O扩展_任长江的博客-CSDN博客分享一款基于51单片机和MCP23017的IO扩展方案_SingleYork的博客-CSDN博客

4、译码器来扩展，比如74HC138，74HC154等等。 38译码器74HC138进行拓展，三个引脚的二进制输入可变成8个引脚的分别输出。 Refer: 单片机_CT107D训练平台电路原理图\蓝桥杯训练板\IO扩展模块\74HC138译码器_ManGo CHEN的博客-CSDN博客

一个8线IO输出扩展为64(40)线的实例

【HCT244】 NXP74HCT244/74HC244_TI 同相三态8路缓冲器/线路驱动器(1个)74HC244；74HCT244——三态八路缓冲器/线路驱动器_阿念没有感情的博客-CSDN博客【74HCT138D】 NXP74HCT138D 3至8线解码器/解复用器(1个)SN74HCT138 数据表 | 德州仪器 TI.com.cn 【74HCT259D】品牌: NXP/恩智浦 8位可寻址D型锁存器(5个) 能够将单线路数据存储在八个可寻址锁存器中。74HC259D/74HCT259D是8位可寻址锁存器 - 新品快讯 - 电子发烧友网

#define OUTDA0 BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr, 8) //寻址259内部锁存器(A0)·GPIO #define OUTDA1 BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr, 9) //寻址259内部锁存器(A1)·GPIO #define OUTDA2 BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr, 8) //寻址259内部锁存器(A2)·GPIO #define OUTDA3 BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr, 7) //指向259的外部地址HCT138(A)·GPIO #define OUTDA4 BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr, 6) //指向259的外部地址HCT138(B)·GPIO #define OUTDA5 BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr, 15) //指向259的外部地址HCT138(C)·GPIO #define StrobeA BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr, 14) //259有源低电平使能输入(LE)·初始化是H.锁存：L---→H #define DataBit BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr, 13) //259数据输入(D)·GPIO ON/OFF(1/0) //#define SWAarryRst BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr, 12) //复位所有输出

锁存器、缓冲器区别：

通常在外围电路中，缓冲器用于输入、锁存器用于输出。 Refer: NI、研华、国产数据采集卡的参数比较_数据采集卡__中国工控网

1、锁存器把信号暂存以维持某种电平状态，只有在有锁存信号时输入的状态被保存到输出，直到下一个锁存信号。通常只有0和1两个值。 LS373 具有三态输出的八路 D类透明锁存器 TI-SN74LS373

2、触发器具有两个自行保持的稳定工作状态，根据不同的输入信号可以置成0或1的状态，输入信号消失后，触发器保持获得的新状态不变。

3、寄存器是用来暂存数码的，它由触发器和控制门电路组成。

4、缓冲器又称三态门，是寄存器的一种，输出既可以是一般二值逻辑电路，即正常的高电平（逻辑1）或低电平（逻辑0），又可以保持特有的高阻抗状态。

典型I/O电子元件：

通常用作单片机的地址锁存器的芯片有74LS373、8282、74LS273、74HC373等。 74LS244、74LS273、74LS373、74LS377等芯片都能组成输入、输出接口。74系列选型指南 (waveshare.net)

----------- PSMC ---------------- LS06 具有集电极开路高压输出的6路【反相缓冲器/驱动器】SN74LS06 LS07 SN74LS07器件包含6路缓冲器/驱动器74LS07 SN74LS07 (waveshare.net)

----------- DI ---------------- LS373 具有三态输出的八路 D类透明锁存器 TI-SN74LS373 LS138 3 线至 8 线解码器/多路解复用器 TI-SN54LS138

----------- NOise Filter ---------------- ACT244 SN74ACT244 具有 TTL 兼容型 CMOS 输入和三态输出的 8 通道、4.5V 至 5.5V 缓冲器 LS244 74LS244为3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器。74LS244没有锁存的功能。 MAX3222 max232_百度百科 (baidu.com) H8

----------- DO ---------------- HC32 4路2输入【正 - 或门】TI-SN74HC32 HC244 具有三态输出的8路【缓冲器/线路驱动器】 TI-SN74HC244 HC273 具有清零功能的8路【D 型触发器】 TI-SN74HC273 LS06 具有集电极开路高压输出的6路【反相缓冲器/驱动器】SN74LS06 LS245 具有三态输出的8路双向【总线收发器】TI-SN74LS245 LS240 具有三态输出的8路反码【反相缓冲器/驱动器】 TI-SN74LS240

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