第5章單片機應(yīng)用系統(tǒng)擴展

1、5.1 單片機擴展的基本概念單片機擴展的基本概念5.2 存儲器的擴展存儲器的擴展 5.2 I/O接口擴展電路設(shè)計接口擴展電路設(shè)計 5.1 單片機擴展的基本單片機擴展的基本一、一、單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng) 使單片機能運行的最少器件構(gòu)成的系統(tǒng)，就是最小系統(tǒng)。 無ROM芯片：8031 必須擴展ROM，復(fù)位、晶振電路有ROM芯片：89c51等，不必擴展ROM，只要有復(fù)位、晶振電路二、二、擴展使用的三總線擴展使用的三總線地址總線：P0低8位 P2高8位數(shù)據(jù)總線：P0控制總線：RD、WR、 ALE、 PSEN (讀、 寫、地址鎖存允許、 外程序存儲器讀選通）5.2 存儲器的擴展存儲器的擴展一、一、隨機

2、讀寫存儲器隨機讀寫存儲器RAM的擴展的擴展 數(shù)據(jù)存儲器一般采用RAM芯片，這種存儲器在電源關(guān)斷后，存儲的數(shù)據(jù)將全部丟失。 RAM器件有兩大類： 動態(tài)RAM（DRAM），一般容量較大，易受干擾，使用略復(fù)雜。 靜態(tài)RAM（SRAM），在工業(yè)現(xiàn)場常使用。1. SRAM的引腳的引腳 6264 邏輯圖 6264 引腳圖型號：6264 前兩位數(shù)62, 表示SRAM 后兩位648=8k字節(jié)容量62128 有1288=16k 字節(jié)容量62256 有2568=32k 字節(jié)容量2. RAM存儲器的連接存儲器的連接 DBDB0 0n n ABAB0 0N ND D0 0n nA A0 0N N ABABN+xN+x

3、CSCSR/ WR/ WR/ WR/ W微型機微型機存儲器存儲器存儲器與微型機三總線的連接：1)數(shù)據(jù)線 D0n連接數(shù)據(jù)總線 DB0n 2)地址線 A0N連接地址總線低位AB0N。3)片選線 CS連接地址總線高位ABN+x。4) 讀寫線OE、WE(R/W) 連接讀寫控制線RD、WR。 3. 地址鎖存器的原理地址鎖存器的原理地址鎖存器芯片地址鎖存器芯片74LS373與與74LS573只是引腳布置的不同。只是引腳布置的不同。74LS273的的11腳腳G邏輯與以上相反。邏輯與以上相反。單片機復(fù)用總線結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)與地址分時共用一 組總線。ALE地址地址鎖存鎖存地址地址鎖存鎖存地址地址輸出輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)有效有

4、效地址地址輸出輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)有效有效AD0n數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采樣采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采樣采樣R/W單片機單片機 AD07 ALER/WD07A07R/W存儲器存儲器Di Qi G地址地址鎖存器鎖存器 AD8n A8n4. 62128與與MCS51的連接的連接二、二、只讀存儲器只讀存儲器ROM的擴展的擴展 工作時，ROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫入(固化信息)，失電后可保持信息不丟失。 1. 掩膜ROM：不可改寫ROM 由生產(chǎn)芯片的廠家固化信息。在最后一道工序用掩膜工藝寫入信息，用戶只可讀。 2. PROM：可編程ROM 用戶可進(jìn)行一次編程。存儲單元電路由熔絲相連，當(dāng)加入寫脈沖，某些存儲單元熔絲熔斷，信息永

5、久寫入，不可再次改寫。 3. EPROM：可光擦除PROM 用戶可以多次編程。編程加寫脈沖后，某些存儲單元的PN結(jié)表面形成浮動?xùn)?，阻擋通路，實現(xiàn)信息寫入。用紫外線照射可驅(qū)散浮動?xùn)?，原有信息全部擦除，便可再次改寫?4. EEPROM：可電擦除PROM 既可全片擦除也可字節(jié)擦除，可在線擦除信息，又能失電保存信息，具備RAM、ROM的優(yōu)點。但寫入時間較長。 27xx的引腳的引腳 2. 27128與與MCS51的連接的連接與RAM的不同點： 只有一片ROM時，CE可以接地 OE接PSEN3. MCS51同時擴展同時擴展ROM和和RAM1.線選法 微型機剩余高位地址總線直接連接各存儲器片選線。 2.譯

6、碼片選法 微型機剩余高位地址總線通過地址譯碼器輸出片選信號。多片存儲器芯片組成大容量存儲器連接常用片選方法。三、地址譯碼的方法三、地址譯碼的方法1. 線選法線選法 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 ： 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 =C000H =C000H 1 1 0 1 1 0

7、1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 DFFFHDFFFH ： 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 =A000H =A000H 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 BFFFH BFFFH ：0110110 0000 0000 00000 0000 0000 00000110111 1111 1111 11111 1111 1111 1111 =6000H

8、 =6000H7FFFH 7FFFH 2譯碼片選法譯碼片選法 3-8 地址譯碼器：地址譯碼器：74LS138Y Y0 0、Y Y1 1、Y Y2 2分別連接三片存儲器的片選端分別連接三片存儲器的片選端CECE1 1、CECE2 2、CECE3 3各片存儲器芯片分配地址：各片存儲器芯片分配地址：AB13AB14AB15 +5V A Y0 B Y1 C Y2 G1 G2A.B Y774LS138CE1CE2CE3：0000H1FFFH：2000H3FFFH：4000H5FFFH 當(dāng)單片機外接芯片較多，超出總線負(fù)載能力，必須加當(dāng)單片機外接芯片較多，超出總線負(fù)載能力，必須加總線驅(qū)動器?？偩€驅(qū)動器。單向

9、驅(qū)動器單向驅(qū)動器74LS244用于用于地址總線驅(qū)動地址總線驅(qū)動雙向驅(qū)動器雙向驅(qū)動器74LS245用于用于數(shù)據(jù)總線驅(qū)動數(shù)據(jù)總線驅(qū)動3. 微型機總線擴展驅(qū)動微型機總線擴展驅(qū)動5.2 I/O接口擴展電路設(shè)計接口擴展電路設(shè)計 一一. 8255可編程并行可編程并行I/O接口擴展接口擴展 二二. 8155可編程可編程I/O接口擴展接口擴展 三三. 串行口擴展串行口擴展I/O接口接口一一. 8255可編程并行可編程并行I/O接口擴展接口擴展利用TTL芯片、COMS鎖存器、三態(tài)門等接口芯片把P0接口擴展，常選用74LS273、74LS373、74LS244等芯片。 2、8255可編程并行可編程并行I/O接口擴

10、展與電路設(shè)計接口擴展與電路設(shè)計 （1）8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 數(shù)據(jù)總線緩沖器B組控制A組端口A（8）A組端口C上半部（4）B組端口C下半部（4）B組端口B（8）A組控制讀寫控制邏輯RDWRA0A1RESETCSD7D0I/OPA7PA0I/OPC7PC4I/OPC3PC0I/OPB7PB0（2）、）、接口線接口線 PA0PA7、PB0PB7、PC0PC7共24條端線。3個口皆為鎖存/緩沖寄存器，A口、B口有鎖存功能，C口無鎖存功能。A、B、C 3口的工作方式由程序設(shè)置。 （3）、）、數(shù)據(jù)線 8255是8位芯片，有8位數(shù)據(jù)線D0D7。 數(shù)據(jù)線接于8051的P0接口， （3）.控制線控制線 控

11、制線控制8255的讀RD：、寫WR、復(fù)位RESET及片選CS等。 （4）地址線）地址線 A1 A0 選擇口 0 0 A口 0 1 B口 1 0 C口 1 1 控制口3、方式選擇及方式控制字、方式選擇及方式控制字 （1）8255工作方式工作方式 ：方式：方式0、方式、方式1，方，方式式2 （2）.方式選擇 D7D6D5D4D3D2D1D0C口下半部B口控制位B組方式控制位，D2=1方式1，反之方式0C口上半部控制位A口控制位A組方式控制 D6D5=00 方式0 01 方式1 1X 方式2總控制選擇位 D7=1 選擇A、B、C口工作方式 D7=0 C口進(jìn)行位操作4、8255擴展電路及地址設(shè)置擴展電

12、路及地址設(shè)置 （1）8255地址口確定 （2）. 8255初始化初始化 例如，欲設(shè)置例如，欲設(shè)置82558255的的A A、B B、C C口全為輸出狀態(tài)口全為輸出狀態(tài)( (或輸出方或輸出方 式式) )，控制字為，控制字為80H80H。 程序程序( (結(jié)合上圖結(jié)合上圖) )如下：如下：MOV DPTR, #0003H MOV DPTR, #0003H ；82558255控制口地址控制口地址 DPTRDPTRMOV A, #80H MOV A, #80H ；控制字送；控制字送A A MOVX DPTR, A MOVX DPTR, A ；控制字寫入控制寄存器；控制字寫入控制寄存器 4、8255擴展電

13、路及地址設(shè)置擴展電路及地址設(shè)置 （1）8255地址口確定 二、二、8155可編程可編程I/O接口擴展設(shè)計接口擴展設(shè)計1、I/O接口線地址數(shù)據(jù)線控制線 2、8155功能及操作功能及操作 （1）8155具有具有3種功能：種功能： 擴展擴展RAM、I/O接口使用、定時器使用接口使用、定時器使用 （2）狀態(tài)寄存器格式）狀態(tài)寄存器格式 XTIMINTEBBBFINTRBINTEAABFINTRAA口 中 斷 請 求 標(biāo) 志A口 緩 沖 器 滿 /空 標(biāo) 志允 許 A口 中 斷 標(biāo) 志B口 中 斷 請 求 標(biāo) 志B口 緩 沖 器 滿 /空 標(biāo) 志D7D6D5D4D3D2D1D0允 許 B口 中 斷 標(biāo) 志定 時 器 中 斷 標(biāo) 志 ， 計 數(shù) 滿 該 位 置 “ 1” 中 斷 請 求 ， 復(fù) 位 后 為 “ 0”空 可編程定時/計數(shù)器兩個8位寄存器組成，低8位和高6位存放計數(shù)初值，最高2位控制定時器的工作方式 （3）定時器使用）定時器使用 M2M1 T13 T12 T11 T10 T9T8D7