MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展_百度文庫(kù)

1、第八章 MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展第一節(jié) MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器的概述(一學(xué)習(xí)要求1、熟悉 MCS-51 單片機(jī)的系統(tǒng)總線及系統(tǒng)總線擴(kuò)展結(jié)構(gòu)2、掌握常用的片選方法：線選法和全地址譯碼法。（二）內(nèi)容提要1、三總線的擴(kuò)展方法單片機(jī)內(nèi)資源少，容量小，在進(jìn)行較復(fù)雜過程的控制時(shí)，它自身的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。為此，應(yīng)擴(kuò)展其功能。MCS-51單片機(jī)的擴(kuò)展性能較強(qiáng)，根據(jù)需要，可擴(kuò)展。三總線是指地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線。1）地址總線 MCS-51 單片機(jī)地址總線寬度為 16 位，尋址范圍為 64K。地址信號(hào)： P0 作為地址線低 8 位， P2 口作為地址線高 8 位。 2）數(shù)據(jù)總線 MCS-51

2、單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線寬度為 8 位。數(shù)據(jù)信號(hào)： P0 口作為 8 位數(shù)據(jù)口， P0 口在系統(tǒng)進(jìn)行外部擴(kuò)展時(shí)與低 8 位地址總線分時(shí)復(fù)用。 3）控制總線 主要的控制信號(hào)有 /WR 、 /RD 、 ALE 、 /PSEN 、 /EA 等。 2、系統(tǒng)的擴(kuò)展能力MCS-51 單片機(jī)地址總線寬度為 16 位，因此它可擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的最大容量是64K（）。）線選法線選法就是將多余的地址總線（即除去存儲(chǔ)容量所占用的地址總線外）中的某一根地址線作為選擇某一片存儲(chǔ)或某一個(gè)功能部件接口芯片的片選信號(hào)線。一定會(huì)有一些這樣的地址線，否則就不存在所謂的“選片”的問題了。每一塊芯片均需占用一根地址線，這種方法適

3、用于存儲(chǔ)容量較小，外擴(kuò)芯片較少的小系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是不需地址譯碼器，硬件節(jié)省，成本低。缺點(diǎn)是外擴(kuò)器件的數(shù)量有限，而且地址空間是不連續(xù)的。）全地址譯碼法 由于線選法中一根高位地址線只能選通一個(gè)部件，每個(gè)部件占用了很多重復(fù)的地址空間，從而限制了外部擴(kuò)展部件的數(shù)量。采用譯碼法的目的是減少各部件所占用的地址空間，以增加擴(kuò)展部件的數(shù)量。）譯碼器級(jí)連當(dāng)組成存儲(chǔ)器的芯片較多，不能用線選法片選，又沒有大位數(shù)譯碼器時(shí)，可采用多個(gè)小位數(shù)譯碼器級(jí)連的方式進(jìn)行譯碼片選）譯碼法與線選法的混合使用譯碼法與線選法的混合使用時(shí)，凡用于譯碼的地址線就不應(yīng)再用于線選，反之，已用于線選的地址線就不應(yīng)再用于譯碼器的譯碼輸入信號(hào)（三）習(xí)題

4、與思考題1. 簡(jiǎn)要說明MCS-51 單片機(jī)的擴(kuò)展原理。第二節(jié)程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(一學(xué)習(xí)要求、熟悉常用EPROM的擴(kuò)展原理和方法。、掌握常用EEPROM的擴(kuò)展原理和方法。、熟系8031擴(kuò)展一片27C64的擴(kuò)展方法。（二）內(nèi)容提要從EPROM的引腳功能入手熟悉其擴(kuò)展方法。1、擴(kuò)展EPROM1）常見EPROM簡(jiǎn)介EPROM是以往單片機(jī)最常選用的程序存儲(chǔ)器芯片，是一種紫外線可擦除電可編程的存儲(chǔ)器，最經(jīng)常使用的是27C系列的EPROM，如：27C16（2K）、（4K）、27C64（8K）、27C128（16K）、27C256（32K），如圖8-6所示，除了27C16和27C32為24腳外，其余均為28腳。

5、引腳功能如下：O0-O7： 數(shù)據(jù)線；A0-Ai（i=1-15）： 地址線；OE： 輸出允許；CE： 片選端；VPP、PGM： 編程電源；VCC： 電源；GND： 接地線。2）擴(kuò)展27C6451系列單片機(jī)為外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展提供了專門的讀指令控制信號(hào)，因此外部程序存儲(chǔ)器形成了獨(dú)立的空間。如圖8-7是8031擴(kuò)展一片27C64的擴(kuò)展邏輯圖，其擴(kuò)展方法如下：（1）數(shù)據(jù)總線27C64的數(shù)據(jù)線與8032的P0口對(duì)應(yīng)相接構(gòu)成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線。（2）地址總線27C64的地址線的A0A7與8031的P0口經(jīng)地址鎖存器74LS373鎖存后得到的地址線的低8位對(duì)應(yīng)相接，而27C64的地址線的A8A12與P2.0P

6、2.4對(duì)應(yīng)相接，這樣就構(gòu)成了系統(tǒng)的地址總線。（3）控制總線27C64的端與8031的讀指令控制信號(hào)相接。如果系統(tǒng)只需要擴(kuò)展一片EPROM，則可以將片選信號(hào)直接接地。在這里要注意地址總線要使用多少根是由所擴(kuò)展的芯片的容量決定。由于這里只使用外部擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器，因此8031的腳必須接地。、擴(kuò)展E2PROMEEPROM是一種電可擦除可編程的存儲(chǔ)器，最經(jīng)常使用的有高壓編程的28C16（2K）、28C17（2K）和28C64（8K），低壓編程的28C16A（2K）、28C17A（2K）和28C64A（8K）等。如圖8-8是三種常見的EEPROM的引腳圖，其中28C16和28C17都是2K的存儲(chǔ)器，它們

7、的區(qū)別在于：一種有28個(gè)引腳，另一種只有24個(gè)引腳。另外28C17增加了一種檢測(cè)寫周期結(jié)束的方法，利用增加的引腳來表示寫操作何時(shí)完成。當(dāng)寫操作開始后，該引腳輸出為低電平，當(dāng)寫操作結(jié)束時(shí)，該引腳輸出高電平，這樣通過該引腳的信號(hào)就可以指示與其接口的微處理器進(jìn)行合適的操作。它們的引腳功能如下：I/O0-I/O7： 數(shù)據(jù)線；A0-Ai（I=1-12）： 地址線；： 輸出允許；： 片選端；： 寫允許；： 寫結(jié)束輸出；VCC： 電源；GND： 接地線；NC： 未連接。當(dāng)使用EEPROM作為存儲(chǔ)器使用時(shí)，它與CPU的接線和使用EPROM的擴(kuò)展接線非常相似，也是按照三總線的擴(kuò)展原則進(jìn)行接線，不同之處在于為了在

8、線改寫，單片機(jī)的端與EEPROM的端相接。（三）習(xí)題與思考題1、試述EPROM的擴(kuò)展原理和方法。2、試述EPROM的擴(kuò)展原理和方法。第三節(jié) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(一學(xué)習(xí)要求1、掌握常用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。2、掌握靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM的引腳功能。3、掌握6116的擴(kuò)展邏輯圖及6116的地址范圍計(jì)算方法。4、掌握6264的擴(kuò)展邏輯圖及6116的地址范圍計(jì)算方法。（二）內(nèi)容提要1、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM雖然MCS-51系列的單片機(jī)有128或256字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但是在實(shí)際應(yīng)用中這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器經(jīng)常是不夠，因此要擴(kuò)展外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，擴(kuò)展的最大容量可以達(dá)到64K字節(jié)。在單片機(jī)應(yīng)用系

9、統(tǒng)中經(jīng)常選用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM，也可以選用EEPROM或者FLASH存儲(chǔ)器。常用的SRAM有：6116（2K）、6264（8K）、62256（32K）等。引腳功能如下：I/O0-I/O7： 數(shù)據(jù)線；A0-Ai（I=1-14）： 地址線；： 輸出允許；： 片選端；： 寫允許；CS： 6264第二片選端高電平有效；VCC： 電源；GND： 接地線；NC： 未連接。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展非常相似，所使用的地址總線和數(shù)據(jù)總線完全相同，但是它們所用的控制總線不同，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展所使用的控制總線是和，而程序存儲(chǔ)器所使用的控制總線是，因此雖然它們的地址空間相同，但是由于控制信號(hào)不同所以不會(huì)

10、沖突。2、擴(kuò)展靜態(tài) RAM 6116端，因此圖中6116的地址范圍計(jì)算如表8-1：表8-1 6116地址計(jì)算表地址A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0起始地址0*00000000000結(jié)束地址0*11111111111表8-1中*表示任意值，這是由于A11A14在擴(kuò)展中未用到，因此根據(jù)A11A14不同的組合可以得到圖8-10中的6116共有16組地址，習(xí)慣上在計(jì)算地址是可以將未用到的地址信號(hào)看作1，如果將A11A14都置為1則可以得到該片6116的地址范圍為7800H7FFFH。3、擴(kuò)展靜態(tài) RAM 6264端，由于6264有還具有另外一個(gè)高電平有效的片

11、選端，此時(shí)可以直接將該引腳接至高電平，因此圖中6264的地址范圍計(jì)算如表8-2：表8-2 6264地址計(jì)算表地址A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0起始地址0*0000000000000結(jié)束地址0*1111111111111根據(jù)A13、A14不同的組合可以得到6264的4組地址：0000H1FFFH、2000H3FFFH、4000H5FFFH、6000H7FFFH。（三）習(xí)題與思考題1、使用3-8譯碼器最多可以擴(kuò)展多少片6264，試畫出其邏輯擴(kuò)展圖，并且寫出每一片的地址范圍。第四節(jié) 擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的綜合設(shè)計(jì)舉例(一學(xué)習(xí)要求1、掌握擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的方法。（二）內(nèi)容提要在一個(gè)系統(tǒng)中擴(kuò)展一片程序存儲(chǔ)器27C64和一片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6116的綜合邏輯擴(kuò)展。程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是共用數(shù)據(jù)總線和地址總線的，實(shí)際上在51系列單片機(jī)的并行擴(kuò)展系統(tǒng)中，所有的外部并行擴(kuò)展器件都是共用數(shù)據(jù)總線和地址總線的。程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)展的空間范圍是：0000HFFFFH，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)展的空間范圍也是：0000HFFFFH，它們之間是通過控制總線來進(jìn)行區(qū)分的。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展所使用的控制總線是和，而程序存儲(chǔ)器所使用的控制總線是。在51系列