[实用新型]一种端口扩展电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及控制技术领域，更具体地，涉及一种端口扩展电路。

背景技术

目前，随着科技的发展，人们对人机界面的要求越来越高，豪华复杂的显示界面需要有更多的端口来实现各种显示的界面，现有的各种单片机的端口显然局限了这种发展趋势。

选择端口多的单片机来实现复杂的显示，不论是从成本上还是资源上来说都是很浪费的。为了达到既能显示复杂的多段，又能使成本的保持低廉，应采用一种方式来扩展端口使得输出多段。 

传统的串行输入并行输出的方案能够比较有效的解决这个问题，但是解决的不是很充分，在众多的显示段需要的情况下仍然显得爱莫能助，单片机的控制端口显示利用不够充分。

实际应用中，端口的使用仍然存在一些问题：1）传统的单片机的端口输出对成本要求高，性价比低，且只能提供有限的端口来输出。2）传统的串行输入并行输出的方案中，控制端口一边需要有2个以上的单片机端口，来扩展成8个左右的端口，扩展的效果不是很明显，在单片机端口需求很强烈的情况下，表现不好。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种可靠实用的端口扩展电路，以实现少量的单片机端口即能达到显示复杂的多段。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为： 

一种端口扩展电路，用于扩展单片机的输出端口，包括顺次连接的串行输入模块、将串行信号转换为并行信号的信号转换模块和并行输出模块；

所述串行输入模块的时钟信号端口和数据信号端口为单片机对应的端口；所述数据信号端口和时钟信号端口分别接信号转换模块的数据信号端口和时钟信号端口；

信号转换模块包括N个串行输入并行输出的移位寄存器，分别为移位寄存器U1、移位寄存器U2、……、移位寄存器UN，移位寄存器Ui的一个输出端口接移位寄存器U(i+1)的数据信号输入端口，i=1、2、…、N-1；

所述并行输出模块是由各移位寄存器的输出端口构成；所述的输出端口和普通单片机输出端口有相同的功能。

所述移位寄存器为8位并行输出的移位寄存器，输出端口位为Q0~Q7。

所述移位寄存器Ui的一个Q7输出端口接移位寄存器U(i+1)的数据信号输入端口。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用一种端口扩展电路在使用的较少数量元件的同时达到了端口的扩展，电路实现简单可靠，端口的扩展率达到了很高，且扩展的输出端口和普通单片机输出端口有相同的功能。

附图说明

图1为本实用新型一种端口扩展电路的原理图。

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。

一种端口扩展电路，用于扩展单片机的输出端口，包括顺次连接的串行输入模块3、将串行信号转换为并行信号的信号转换模块2和并行输出模块1；

所述串行输入模块的时钟信号端口和数据信号端口为单片机对应的端口；所述数据信号端口和时钟信号端口分别接信号转换模块的数据信号端口和时钟信号端口；

信号转换模块包括N个串行输入并行输出的移位寄存器，分别为移位寄存器U1、移位寄存器U2、……、移位寄存器UN，移位寄存器Ui的一个输出端口接移位寄存器U(i+1)的数据信号输入端口，i=1、2、…、N-1；

所述并行输出模块是由各移位寄存器的输出端口构成；使扩展后得到更多的输出端口，所述的输出端口和普通单片机输出端口有相同的功能。在本实施例中采用是是8位移位寄存器74LS164。

本实施例的工作原理：

如图1，信号转换模块2经过8个时钟信号，将所显示的位传到了U1的Q7位，第9个时钟信号后，将所显示位传递到U2的Q0位，以此类推，当经过N*8+1个时钟信号后，将所显示位传递到U(N+1)的Q0位，扩展后并行输出模块可以用来输出控制显示。

以上所述的本实用新型的实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。