原创 使用74系列芯片作为I/O并行扩展的方法

使用74系列芯片作为I/O并行扩展的常见于过去单片机I/O口不够的情况，而且是需要大量的内存和程序存储器严重不足的情况下。

开关量输出的扩展经常使用的芯片是74LS273/74LS373/74LS573/74LS574等；这些芯片的共同特点是具有数据锁存的功能；

开关量输入的扩展经常使用的芯片是74LS244/74LS245/74LS240等；这些芯片的特点是三态门，可以把多个芯片的输出，并联在一起而不会互相影响；

通过138、139、153等译码选通芯片，把RD/WR/地址的高位信号（高3位或者高4位，看单片机系统中的芯片的数量）接到译码芯片，把译码芯片的输出接到锁存器的锁存输入，或者缓冲器的选通输入。下面以74LS138为例。

要特别注意到，对245、574、273等使用TTL芯片以RAM方式做I/O扩展的，跟8255、8155、8253、8251、62256等系列芯片不一样的地方，就是：

1）8255、8155、8253、8251、62256等芯片本身有wr、rd、ce等信号，所以138的地址译码输出，可以直接接到CE；但是，245、574、273等芯片，没有wr或者rd信号，因此，如果系统中有这样的芯片扩展，就需要把wr或者rd加入到138中；

2）对于245或者244，要把数据读到数据总线上，芯片的数据的使能端必须是WR和地址译码数据的混和；

3）对于要把数据总线上的数据，锁存到574或者273的数据输出端口上，必须锁存器的LE，是地址和wr的混和；

因此，138的接法是：

1、A15－》138的A2（3）

2、A14－》138的A1（2）

3、A13－》138的A0（1）

4、RD和WR接74LS00，00的输出接138的E3(6)

5、138的输出接245的E或者574的CLK；

这样，使用 MOVX a，@dptr的时候，才能在245的E上出现带地址的RD信号；

使用 MOVX @dptr,A的时候，才能在574的CLK上出现带地址的WR信号；

参见574的真值表，可见，E应该接低电平；

373、573与273、574有所区别：

1、573是从低－》高－》低，在从高－》低的瞬间，锁存数据；但是，在高电平的时候，数据是直通的，所以也可以使用这个特性做缓冲器，把LE直接接高电平；OE是三态门，直接接地；

2、但是138的输出是，当地址的输入有效的时候，是低电平，其它时间是高电平，所以在时序上跟573是不配合的，因此，573不能作为数据锁存器，除非138的输出加一个反向门接到LE；

而574是上升沿锁存数据，138的输出直接作为锁存脉冲即可；

如果系统中没有8255、8155、8253、8251、62256这样的芯片，也可以使用139，RD和wr分别接入一个2-4译码器，译码器的输出分别接到245的E和574的LE，这样可以省去一个74LS00。

地址、数据、RD、WR等时序是51在MOVX a，@dptr或者MOVX @dptr,A时自动产生的。

245、244不具备锁存的功能，具备选通输入或者输出的功能，所以可以作为扩展I/O输入；

245、244同时作为总线芯片的另外一个特点是驱动能力加强了，可以提供比较大的输出电流，所以经常用来直接驱动光耦、发光管等，也可以用于驱动微型的继电器！

也可以利用三态门的选通功能，把作为多个子板（地址不同）的输出并联在一起，

三态门芯片主要是74LS245、74LS244和74LS240；还有一些芯片但是不怎么常用；

1、数据总线：

只能使用74LS245，因为数据总线是双向的；而74LS245是双向的总线驱动器，有一个芯片管脚DIR是控制方向的；

2、地址总线

使用74LS244，也可以使用74LS245，因为245的输入输出排列在芯片一侧，比较好布线

74LS240比较少使用到，因为它是反向的。

244、245作为数据总线和地址总线芯片使用在：

1、电路板上大量使用TTL芯片，比如，74LS574、74LS273、74LS245、74LS244作为I/O并行扩展；因为芯片比较多，单片机的数据和地址总线驱动能力比较弱，无法带动这么大的负载；

而且，往往电路板的面积比较大，线路比较长；使用总线驱动芯片成了唯一的选择；

2、多板结构的仪器或者设备，例如STD总线的CPU模板和其它的接口模板；还有ISA总线的板卡，尤其是工控行业的ISA总线的I/O板，更是经常看见一片74LS245；这是作为数据总线驱动芯片的；

3、也可以利用三态门的选通功能，把作为多个子板（地址不同）的输出并联在一起

例如在我设计的一个多板的系统中，每个板子有2位的地址；一共有16个输出；

每个电路板根据地址选择其中的4路输出；其它的12路为高阻态。

通过拨码开关作为地址选择输出是哪4路；

然后把这4块的电路板的输出通过背板并联接到一个CPU板进行处理，解决了这4块同样的电路板输出并联在一起的问题。