MCS-51單片機存儲器的擴展_百度文庫

1、第八章 MCS-51單片機存儲器的擴展第一節(jié) MCS-51單片機存儲器的概述(一學(xué)習(xí)要求1、熟悉 MCS-51 單片機的系統(tǒng)總線及系統(tǒng)總線擴展結(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、三總線的擴展方法單片機內(nèi)資源少，容量小，在進行較復(fù)雜過程的控制時，它自身的功能遠遠不能滿足需要。為此，應(yīng)擴展其功能。MCS-51單片機的擴展性能較強，根據(jù)需要，可擴展。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 單片機地址總線寬度為 16 位，尋址范圍為 64K。地址信號： 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、單片機的數(shù)據(jù)總線寬度為 8 位。數(shù)據(jù)信號： P0 口作為 8 位數(shù)據(jù)口， P0 口在系統(tǒng)進行外部擴展時與低 8 位地址總線分時復(fù)用。 3）控制總線 主要的控制信號有 /WR 、 /RD 、 ALE 、 /PSEN 、 /EA 等。 2、系統(tǒng)的擴展能力MCS-51 單片機地址總線寬度為 16 位，因此它可擴展的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的最大容量是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或某一個功能部件接口芯片的片選信號線。一定會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、用于存儲容量較小，外擴芯片較少的小系統(tǒng)，其優(yōu)點是不需地址譯碼器，硬件節(jié)省，成本低。缺點是外擴器件的數(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部件，每個部件占用了很多重復(fù)的地址空間，從而限制了外部擴展部件的數(shù)量。采用譯碼法的目的是減少各部件所占用的地址空間，以增加擴展部件的數(shù)量。）譯碼器級連當(dāng)組成存儲器的芯片較多，不能用線選法片選，又沒有大位數(shù)譯碼器時，可采用多個小位數(shù)譯碼器級連的方式進行譯碼片選）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，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（三）習(xí)題

4、與思考題1. 簡要說明MCS-51 單片機的擴展原理。第二節(jié)程序存儲器的擴展(一學(xué)習(xí)要求、熟悉常用EPROM的擴展原理和方法。、掌握常用EEPROM的擴展原理和方法。、熟系8031擴展一片27C64的擴展方法。（二）內(nèi)容提要從EPROM的引腳功能入手熟悉其擴展方法。1、擴展EPROM1）常見EPROM簡介EPROM是以往單片機最常選用的程序存儲器芯片，是一種紫外線可擦除電可編程的存儲器，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）擴展27C6451系列單片機為外部程序存儲器的擴展提供了專門的讀指令控制信號，因此外部程序存儲器形成了獨立的空間。如圖8-7是8031擴展一片27C64的擴展邏輯圖，其擴展方法如下：（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位對應(yīng)相接，而27C64的地址線的A8A12與P2.0P

6、2.4對應(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的讀指令控制信號相接。如果系統(tǒng)只需要擴展一片EPROM，則可以將片選信號直接接地。在這里要注意地址總線要使用多少根是由所擴展的芯片的容量決定。由于這里只使用外部擴展的程序存儲器，因此8031的腳必須接地。、擴展E2PROMEEPROM是一種電可擦除可編程的存儲器，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的存儲器，它們

7、的區(qū)別在于：一種有28個引腳，另一種只有24個引腳。另外28C17增加了一種檢測寫周期結(jié)束的方法，利用增加的引腳來表示寫操作何時完成。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，該引腳輸出高電平，這樣通過該引腳的信號就可以指示與其接口的微處理器進行合適的操作。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作為存儲器使用時，它與CPU的接線和使用EPROM的擴展接線非常相似，也是按照三總線的擴展原則進行接線，不同之處在于為了在

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

9、統(tǒng)中經(jīng)常選用靜態(tài)隨機存儲器SRAM，也可以選用EEPROM或者FLASH存儲器。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)存儲器的擴展與程序存儲器的擴展非常相似，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)存儲器的擴展所使用的控制總線是和，而程序存儲器所使用的控制總線是，因此雖然它們的地址空間相同，但是由于控制信號不同所以不會

10、沖突。2、擴展靜態(tài) RAM 6116端，因此圖中6116的地址范圍計算如表8-1：表8-1 6116地址計算表地址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)慣上在計算地址是可以將未用到的地址信號看作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、擴展靜態(tài) RAM 6264端，由于6264有還具有另外一個高電平有效的片

11、選端，此時可以直接將該引腳接至高電平，因此圖中6264的地址范圍計算如表8-2：表8-2 6264地址計算表地址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譯碼器最多可以擴展多少片6264，試畫出其邏輯擴展圖，并且寫出每一片的地址范圍。第四節(jié) 擴展外部存儲器的綜合設(shè)計舉例(一學(xué)習(xí)要求1、掌握擴展外部存儲器的方法。（二）內(nèi)容提要在一個系統(tǒng)中擴展一片程序存儲器27C64和一片數(shù)據(jù)存儲器6116的綜合邏輯擴展。程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是共用數(shù)據(jù)總線和地址總線的，實際上在51系列單片機的并行擴展系統(tǒng)中，所有的外部并行擴展器件都是共用數(shù)據(jù)總線和地址總線的。程序存儲器可擴展的空間范圍是：0000HFFFFH，數(shù)據(jù)存儲器可擴展的空間范圍也是：0000HFFFFH，它們之間是通過控制總線來進行區(qū)分的。數(shù)據(jù)存儲器的擴展所使用的控制總線是和，而程序存儲器所使用的控制總線是。在51系列