05第五章 存儲器和并口擴展

1、 圖5.1 單片機最小系統(tǒng) 圖5.2 設(shè)備擴展示意圖 系統(tǒng)擴展結(jié)構(gòu)如下圖系統(tǒng)擴展結(jié)構(gòu)如下圖: : 圖5.3 三總線示意圖 單片機工作特點單片機工作特點 在計算機系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)發(fā)送方可稱為發(fā)言 者，數(shù)據(jù)接收方可稱為聽眾。某些單元永 遠是聽眾，而某些單元有時是聽眾，有時 是發(fā)言者。 輸出鎖存：采用鎖存器使聽眾具有記憶能力。 輸入緩沖：采用三態(tài)門，將發(fā)言者接入總線。 小結(jié)： 在計算機系統(tǒng)中輸出鎖存和輸入緩沖有 何作用？ 為了將它們分離出來，需要為了將它們分離出來，需要外加地址鎖外加地址鎖 存器存器，從而構(gòu)成與一般，從而構(gòu)成與一般CPU相類似的片外三相類似的片外三 總線，見圖總線，見圖5-5。 圖 5.

2、5 53 74LS24474LS245 74LS37374LS273 小結(jié)小結(jié) 訪問程序存儲器的控制信號訪問程序存儲器的控制信號 （1）ALE （2）/PSEN （3）/EA 如果指令是從片外如果指令是從片外EPROM中讀取，中讀取，ALE用用 于低于低8位地址鎖存，位地址鎖存，/PSEN接外擴接外擴EPROM的的 /OE腳。腳。 RD 例例 采用采用譯碼器法譯碼器法擴展擴展2片片8KB EPROM，2片片8KB RAM。 EPROM選用選用2764，RAM選用選用6264。共擴展。共擴展4片芯片。擴展片芯片。擴展 接口電路見圖。接口電路見圖。 各存儲器地址范圍如下：各存儲器地址范圍如下： u

3、I/O (I/O (輸入輸入/ /輸出輸出) )接口是接口是MCS-51MCS-51與外設(shè)交換數(shù)字與外設(shè)交換數(shù)字 信息的信息的橋梁橋梁。 uI/OI/O擴展擴展也屬于系統(tǒng)擴展的一部分也屬于系統(tǒng)擴展的一部分。 uMCS-51MCS-51真正用作真正用作I/OI/O口線的口線的只有只有P1P1口的口的8 8位位I/OI/O線線 和和P3P3口的某些位線口的某些位線。 u在多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中，在多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中，MCS-51MCS-51單片機都需要外擴單片機都需要外擴 I/OI/O接口電路。接口電路。 I/O I/O接口的功能接口的功能 I/OI/O接口電路應(yīng)滿足以下要求：接口電路應(yīng)滿足以下要求： 1.1

4、.實現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配實現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配 大多數(shù)的外設(shè)的速度很慢，無法和大多數(shù)的外設(shè)的速度很慢，無法和s s量級的單片量級的單片 機速度相比機速度相比。 單片機只有在單片機只有在確認確認外設(shè)已為數(shù)據(jù)傳送做好準(zhǔn)備的外設(shè)已為數(shù)據(jù)傳送做好準(zhǔn)備的 前提下才能進行前提下才能進行I/OI/O操作。操作。 想知道外設(shè)是否準(zhǔn)備好想知道外設(shè)是否準(zhǔn)備好，需需I/OI/O接口電路與外設(shè)接口電路與外設(shè) 之間傳送狀態(tài)信息。之間傳送狀態(tài)信息。 2. 2. 輸出數(shù)據(jù)鎖存輸出數(shù)據(jù)鎖存 由于由于單片機工作速度快，單片機工作速度快，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保留數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保留 的時間十分短暫，的時間十分短暫，無法滿足慢速外

5、設(shè)的數(shù)據(jù)接收無法滿足慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)接收。I/OI/O 電路應(yīng)具有數(shù)據(jù)輸出鎖存器，以保證接收設(shè)備接收。電路應(yīng)具有數(shù)據(jù)輸出鎖存器，以保證接收設(shè)備接收。 3. 3. 輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖 輸入設(shè)備向單片機輸入數(shù)據(jù)時，但輸入設(shè)備向單片機輸入數(shù)據(jù)時，但數(shù)據(jù)總線上面可數(shù)據(jù)總線上面可 能能“掛掛”有多個數(shù)據(jù)源有多個數(shù)據(jù)源，為不發(fā)生沖突，為不發(fā)生沖突，只允許當(dāng)前只允許當(dāng)前 正正 在進行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)總線，其余的應(yīng)處在進行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)總線，其余的應(yīng)處 于隔離狀態(tài)。于隔離狀態(tài)。 MCS-51使用統(tǒng)一編址的方式使用統(tǒng)一編址的方式 I/O寄存器寄存器與與數(shù)據(jù)存儲器單元數(shù)據(jù)存儲器單元同等對待，同等對待， 統(tǒng)一編址。統(tǒng)一編址。每一接口芯片中的一個功能寄每一接口芯片中的一個功能寄 存器（端口）的地址就存器（端口）的地址就 相當(dāng)于一個相當(dāng)于一個RAM單單 元。元。 不需要專門的不需要專門的I/O指令，直接使用訪問數(shù)指令，直接使用訪問數(shù) 據(jù)存儲器的指令進行據(jù)存儲器的指令進行I/O操作，簡單、方便操作，簡單、方便 且功能強。且功能強。 I/O數(shù)據(jù)的幾種傳送方式數(shù)據(jù)的幾種傳送方式 為實現(xiàn)和不同的外設(shè)的速度匹配，為實現(xiàn)和不同的外設(shè)的速度匹配， I/O接口必須根據(jù)不同外設(shè)選擇恰當(dāng)?shù)慕涌诒仨毟鶕?jù)不同外設(shè)選擇恰當(dāng)