带大量I/O口扩展的串行芯片GM8164及其应用

文章摘要：摘要：GM8164是成都国腾电子设计中心生产的具有大量I／O口扩展功能的串行接口芯片，该芯片具有扩展I／O口数量多，与单片机接口简单的特点，文中介绍了该芯片的性能、特点和工作方式，给出了GM8164与AT89C2051单片机的硬件接口电路及接口程序。关键词：I／O扩展； 串行口； 单片机； GM8164分类号：TP334．7 文献标识码：B 文章编号：1006-6977(2003)01-0035-041 主要特点随着非总线型小封装单片机的大量应用，传统的总线扩展型器件已不再适用。而在单片机应用系统的接口电路中，开关量却被大量使用着，但相应的非总线扩展型I／O接口芯片的种类却比较少，很难满足需要

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摘要：GM8164是成都国腾电子设计中心生产的具有大量I／O口扩展功能的串行接口芯片，该芯片具有扩展I／O口数量多，与单片机接口简单的特点，文中介绍了该芯片的性能、特点和工作方式，给出了GM8164与AT89C2051单片机的硬件接口电路及接口程序。

关键词：I／O扩展； 串行口； 单片机； GM8164

分类号：TP334．7 文献标识码：B 文章编号：1006-6977(2003)01-0035-04

1 主要特点

随着非总线型小封装单片机的大量应用，传统的总线扩展型器件已不再适用。而在单片机应用系统的接口电路中，开关量却被大量使用着，但相应的非总线扩展型I／O接口芯片的种类却比较少，很难满足需要I／O口数量较多的应用场合，GM8164是成都国腾微电子设计中心推出的串行I／O扩展器。该器件具有72个I／O口线的扩展能力，因而非常适合于需要使用大量开关量的单片机应用系统。该芯片的级联非常方便，扩展I／O口的数量几乎不受限制。GM8164主要的性能特点如下：

●扩展I／O口数量众多，可提供32位数据输入口和40位数据输出口；

●可同时提供8个开漏输出口，并能方便地进行电平转换和驱动；

●带有可达1MHz的全速率同步串行接口，能非常方便地与通用MCU接口。

●可多个芯片级联，以扩展I／O口的数量；

●工作电压为2．7-5．6V，可适应多种应用；

●静态电流典型值为3μA(3.3V时)；

●动态电流在时钟频率为1MHz时的典型值为13μA(3．3V时)；

●具有PLCC-84和QFP-80两种封装形式。

2 引脚功能和主要参数

2.1 引脚功能

图1所示是GM8164采用PLCC-84封装时的引脚排列图，各引脚的功能见表1所列。

2．2性能参数

GM8164的极限参数如下：

●电源电压Vcc：-0.5-7V；

●输入电压VI：-0.5-Vcc+0.5V；

●输出电压V。：-0.5-Vcc+0.5V；

●直流漏极电流(每个输出)I。：土25mA；

●直流电流(Vcc)或地端电流Icc：±50mA

●工作温度范围：-25-+85℃；

为了使GM8164能够安全可靠的工作，通常应按以下工作条件操作：

● 电源电压Vcc为2.0-6.0V；

●输入电压VI为0-Vcc+；

●输出电压V。为0～Vcc+；

●输入脉冲上升、下降时间tr、tf为0-500ns；

●时钟频率为1MHz(3.3V)或2MHz(5V)。

3 结构功能

GM8164是一个CMOS器件，图2所示是其内部结构，该器件内部包括5组8位串入／并出和并入／串出的寄存器。其功能如下：

●将串行数据转换为并行数据时，可选择5个并行口中的任意一个口输出；

●将并口数据输入转换为串口输出；

●将串口数据输入转换为并口输出；

●可存储并行数据；

●可多芯片级联，并可任意扩充I／O口；

●在时钟上升沿有效。

GM8164的功能设置如表2所列，其具体工作方式如下：

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