应用RC低通滤波器扩展微处理器输出端口

简单的RC低通滤波器允许微处理器单输出端口扩展输出位数

摩尔定律形成一个几乎必然的推论——下一年，微处理器将会拥有更多的功能，而软件团队则会提出更多创意。然而不幸的是，微处理器输出端口仍保持原样。找到一个用作测试、调试或是标准I/O口的空闲输出端是件相当困难的事。外加简单硬件，如图1所示电路实现单端口“总线”，提供无限量的并行输出端。

图1 HC164外围电路图

带RC低通滤波器的微处理器输出端控制串并转换器HC164。为了数据输入到串并转换器，每位都要由1-0-1的转换组成，这种转换数据低电平状态长度是变化的。如果低电平状态超出了低通滤波器的时间常数，一个零移进寄存器；如果低电平状态短，一个1就移进寄存器。这样，时钟信号和数据信号就合并成为一个信号。低通滤波器可以分离时钟信号和数据信号（如图2）。



图2 时钟信号与数据信号合并成一个信号



表1 whip程序输出功能

如表1所示，一个简单的“whip”程序实现8位输出功能。假定低通滤波器时间常数为3μs，使用4MHz或更高频率晶振时，指令时间应该为1μs或更短。程序使用My_Port端口的My_ Bit输出的位操作。

如图1中电路可以控制一些低速设备，例如继电器或LCD，但是电路用于发光二极管时，HC164进行写操作会产生令人讨厌的闪烁。为解决这个问题，图3电路使用另一款串入并出寄存器4096，这种芯片有滤波输入功能，允许全部没有达到临时水准的输出同时更新。两个单稳态电路提供数据和滤波信号。这个电路可以用来控制并行设备，例如基于HD44780的显示模块。



图3 串行输入/并行输出芯片4096外围电路图