單片機(jī)原理及應(yīng)用第8章ppt課件

1、第第8 8章章 MCS-51 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)單片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)8.1 8.1 概述概述片內(nèi)的資源如不滿(mǎn)足需要，需外擴(kuò)存儲(chǔ)器和片內(nèi)的資源如不滿(mǎn)足需要，需外擴(kuò)存儲(chǔ)器和I/OI/O功能部功能部件：系統(tǒng)擴(kuò)展問(wèn)題，內(nèi)容主要有：件：系統(tǒng)擴(kuò)展問(wèn)題，內(nèi)容主要有：(1)(1)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器又分為外部程序存外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器又分為外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）(2) I/O(2) I/O接口部件的擴(kuò)展。接口部件的擴(kuò)展。本章介紹本章介紹MCS 51MCS 51單片機(jī)如何擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，單片機(jī)如何擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，I/OI/O接口部件的擴(kuò)展下一章介紹。

2、接口部件的擴(kuò)展下一章介紹。 系統(tǒng)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)如下圖系統(tǒng)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)如下圖: :MCS-51MCS-51單片機(jī)外部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)單片機(jī)外部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu): :哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu) 。MCS-96MCS-96單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu): :普林斯頓結(jié)構(gòu)。普林斯頓結(jié)構(gòu)。MCS-51MCS-51數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的最大擴(kuò)展空間各為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的最大擴(kuò)展空間各為64KB64KB。系統(tǒng)擴(kuò)展首先要構(gòu)造系統(tǒng)總線(xiàn)。系統(tǒng)擴(kuò)展首先要構(gòu)造系統(tǒng)總線(xiàn)。8.2 8.2 系統(tǒng)總線(xiàn)及總線(xiàn)構(gòu)造系統(tǒng)總線(xiàn)及總線(xiàn)構(gòu)造8.2.1 8.2.1 系統(tǒng)總線(xiàn)系統(tǒng)總線(xiàn)按其功能通常把系統(tǒng)總線(xiàn)分為三組：按其功能通常把系統(tǒng)總線(xiàn)分為三組： 1. 1.

3、地址總線(xiàn)地址總線(xiàn)Adress Bus,Adress Bus,簡(jiǎn)寫(xiě)簡(jiǎn)寫(xiě)ABAB） 2. 2.數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)(Data Bus(Data Bus，簡(jiǎn)寫(xiě)，簡(jiǎn)寫(xiě)DB)DB) 3. 3.控制總線(xiàn)控制總線(xiàn)Control BusControl Bus，簡(jiǎn)寫(xiě)，簡(jiǎn)寫(xiě)CBCB） 8.2.2 8.2.2 構(gòu)造系統(tǒng)總線(xiàn)構(gòu)造系統(tǒng)總線(xiàn) 系統(tǒng)擴(kuò)展的首要問(wèn)題系統(tǒng)擴(kuò)展的首要問(wèn)題: : 構(gòu)造系統(tǒng)總線(xiàn)，然后再往系統(tǒng)總線(xiàn)上構(gòu)造系統(tǒng)總線(xiàn)，然后再往系統(tǒng)總線(xiàn)上“掛存儲(chǔ)器掛存儲(chǔ)器芯片或芯片或I/OI/O接口芯片，接口芯片，“掛存儲(chǔ)器芯片就是存儲(chǔ)器掛存儲(chǔ)器芯片就是存儲(chǔ)器擴(kuò)展，擴(kuò)展，“掛掛I/OI/O接口芯片就是接口芯片就是I/OI/O擴(kuò)展。

4、擴(kuò)展。MCS-51MCS-51由于受引腳數(shù)目的限制，數(shù)據(jù)線(xiàn)和低由于受引腳數(shù)目的限制，數(shù)據(jù)線(xiàn)和低8 8位地址線(xiàn)位地址線(xiàn)復(fù)用。復(fù)用。為了將它們分離出來(lái)，需要外加地址鎖存器，從而構(gòu)為了將它們分離出來(lái)，需要外加地址鎖存器，從而構(gòu)成與一般成與一般CPUCPU相類(lèi)似的片外三總線(xiàn)，見(jiàn)圖相類(lèi)似的片外三總線(xiàn)，見(jiàn)圖8-28-2。 地址鎖存器一般采用地址鎖存器一般采用74LS37374LS373，采用，采用74LS37374LS373的地址總的地址總線(xiàn)的擴(kuò)展電路如下圖線(xiàn)的擴(kuò)展電路如下圖( (圖圖8-3)8-3)。 1. 1.以以P0P0口作為低口作為低8 8位地址位地址/ /數(shù)據(jù)總線(xiàn)。數(shù)據(jù)總線(xiàn)。 2 2以以P2P2

5、口的口線(xiàn)作高位地址線(xiàn)?？诘目诰€(xiàn)作高位地址線(xiàn)。 3. 3.控制信號(hào)線(xiàn)?？刂菩盘?hào)線(xiàn)。* *ALE-ALE-低低8 8位地址的鎖存控制信號(hào)。位地址的鎖存控制信號(hào)。* *PSENPSEN* *-擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。* *EAEA* *-內(nèi)外程序存儲(chǔ)器的選擇控制信號(hào)。內(nèi)外程序存儲(chǔ)器的選擇控制信號(hào)。* *由由RDRD* *和和WRWR* *信號(hào)作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和信號(hào)作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/OI/O口的口的 讀選通、寫(xiě)選通信號(hào)。讀選通、寫(xiě)選通信號(hào)。 盡管盡管MCS-51MCS-51有有4 4個(gè)并行個(gè)并行I/OI/O口，共口，共3232條口線(xiàn)，但由于系條口線(xiàn)，但由于系統(tǒng)擴(kuò)

6、展需要，真正作為數(shù)據(jù)統(tǒng)擴(kuò)展需要，真正作為數(shù)據(jù)I/OI/O使用的，就剩下使用的，就剩下P1P1口和口和P3P3口的部分口線(xiàn)?？诘牟糠挚诰€(xiàn)。8.2.3 8.2.3 單片機(jī)系統(tǒng)的串行擴(kuò)展技術(shù)單片機(jī)系統(tǒng)的串行擴(kuò)展技術(shù) 優(yōu)點(diǎn)：串行接口器件體積小，與單片機(jī)接口時(shí)需要的優(yōu)點(diǎn)：串行接口器件體積小，與單片機(jī)接口時(shí)需要的I/OI/O口線(xiàn)很少僅需口線(xiàn)很少僅需3-43-4根），提高可靠性。根），提高可靠性。串行擴(kuò)展可以減少芯片的封裝引腳，降低成本，簡(jiǎn)化串行擴(kuò)展可以減少芯片的封裝引腳，降低成本，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性。為實(shí)現(xiàn)串了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性。為實(shí)現(xiàn)串行擴(kuò)展，一些公司例如行擴(kuò)展，一些公

7、司例如PHILIPSPHILIPS和和ATMELATMEL公司等公司等已經(jīng)推出了非總線(xiàn)型單片機(jī)芯片，并且具有已經(jīng)推出了非總線(xiàn)型單片機(jī)芯片，并且具有SPISPISerial Periperal InterfaceSerial Periperal Interface三線(xiàn)總線(xiàn)和三線(xiàn)總線(xiàn)和I2CI2C公用雙總線(xiàn)的兩種串行總線(xiàn)形式。與此相配套，也公用雙總線(xiàn)的兩種串行總線(xiàn)形式。與此相配套，也推出了相應(yīng)的串行外圍接口芯片。推出了相應(yīng)的串行外圍接口芯片。缺陷缺陷: :串行接口器件速度較慢串行接口器件速度較慢在大多數(shù)應(yīng)用的場(chǎng)合，還是并行擴(kuò)展占主導(dǎo)地位。在大多數(shù)應(yīng)用的場(chǎng)合，還是并行擴(kuò)展占主導(dǎo)地位。 8.3 8.3

8、 讀寫(xiě)控制、地址空間分配和外部地址鎖存器讀寫(xiě)控制、地址空間分配和外部地址鎖存器8.3.1 8.3.1 存儲(chǔ)器擴(kuò)展的讀寫(xiě)控制存儲(chǔ)器擴(kuò)展的讀寫(xiě)控制RAMRAM芯片：讀寫(xiě)控制引腳，記為芯片：讀寫(xiě)控制引腳，記為OEOE* *和和WEWE* * ，與，與MCS-51MCS-51 的的RDRD* *和和WRWR* *相連。相連。EPROMEPROM芯片：只能讀出，故只有讀出引腳，記為芯片：只能讀出，故只有讀出引腳，記為OEOE* * ， 該引腳與該引腳與MCS-51MCS-51的的PSENPSEN* *相連。相連。8.3.2 8.3.2 存儲(chǔ)器地址空間分配存儲(chǔ)器地址空間分配MCS-51MCS-51發(fā)出的地

9、址是用來(lái)選擇某個(gè)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行讀發(fā)出的地址是用來(lái)選擇某個(gè)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行讀寫(xiě)，寫(xiě)，要完成這種功能，必須進(jìn)行兩種選擇：要完成這種功能，必須進(jìn)行兩種選擇： “ “片選和片選和 “單元選擇單元選擇”。存儲(chǔ)器空間分配除考慮地址線(xiàn)連接外，還討論各存儲(chǔ)存儲(chǔ)器空間分配除考慮地址線(xiàn)連接外，還討論各存儲(chǔ)器芯片在整個(gè)存儲(chǔ)空間中所占據(jù)的地址范圍，器芯片在整個(gè)存儲(chǔ)空間中所占據(jù)的地址范圍， 常用的存儲(chǔ)器地址分配的方法有兩種：常用的存儲(chǔ)器地址分配的方法有兩種：線(xiàn)性選擇法簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)選法）線(xiàn)性選擇法簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)選法）地址譯碼法簡(jiǎn)稱(chēng)譯碼法）。地址譯碼法簡(jiǎn)稱(chēng)譯碼法）。1. 1. 線(xiàn)選法線(xiàn)選法 直接利用系統(tǒng)的高位地址線(xiàn)作為存儲(chǔ)器芯片或直接利用

10、系統(tǒng)的高位地址線(xiàn)作為存儲(chǔ)器芯片或I/OI/O接接口芯片的片選信號(hào)?？谛酒钠x信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，不需要譯碼器硬件，體積小，優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，不需要譯碼器硬件，體積小， 成本低。成本低。 缺陷：可尋址的器件數(shù)目受到限制，地址空間不連缺陷：可尋址的器件數(shù)目受到限制，地址空間不連 續(xù)，地址不唯一。續(xù)，地址不唯一。例例 某一系統(tǒng)，需要外擴(kuò)某一系統(tǒng)，需要外擴(kuò)8KB8KB的的EPROMEPROM2 2片片27322732），），4KB4KB的的RAMRAM2 2片片61166116），這些芯片與），這些芯片與MCS-51MCS-51單片機(jī)地址單片機(jī)地址分配有關(guān)的地址線(xiàn)連線(xiàn)，電路如下圖。分配有關(guān)的地址線(xiàn)

11、連線(xiàn)，電路如下圖。 2732:4KB2732:4KB程序存儲(chǔ)器，有程序存儲(chǔ)器，有1212根地址線(xiàn)根地址線(xiàn)A0A0A11A11，分別與，分別與單片機(jī)的單片機(jī)的P0P0口及口及P2.0P2.0P2.3P2.3口相連?？谙噙B。273227321 1的片的片選端接選端接A15A15P2.7P2.7），），273227322 2的片選端接的片選端接A14A14P2.6P2.6）。）。當(dāng)要選中某個(gè)芯片時(shí)，單片機(jī)當(dāng)要選中某個(gè)芯片時(shí)，單片機(jī)P2P2口對(duì)應(yīng)的片選信號(hào)引口對(duì)應(yīng)的片選信號(hào)引腳應(yīng)為低電平，其它引腳一定要為高電平。腳應(yīng)為低電平，其它引腳一定要為高電平。6116:2KB6116:2KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，需要數(shù)據(jù)

12、存儲(chǔ)器，需要1111根地址線(xiàn)作為單元的選根地址線(xiàn)作為單元的選擇，而剩下的擇，而剩下的P2P2口線(xiàn)口線(xiàn)P2.4P2.4P2.7P2.7作為片選線(xiàn)。作為片選線(xiàn)。 兩片程序存儲(chǔ)器的地址范圍：兩片程序存儲(chǔ)器的地址范圍： 2732 27321 1的地址范圍：的地址范圍：7000H7000H7FFFH;7FFFH; 2732 27322 2的地址范圍的地址范圍: B000H: B000HBFFFH; BFFFH; 6116 61161 1的地址范圍：的地址范圍：E800HE800HEFFFH; EFFFH; 6116 61162 2的地址范圍：的地址范圍：D800HD800HDFFFHDFFFH。 線(xiàn)選法

13、特點(diǎn)：簡(jiǎn)單明了，不需另外增加硬件電路。只線(xiàn)選法特點(diǎn)：簡(jiǎn)單明了，不需另外增加硬件電路。只適于外擴(kuò)芯片不多，規(guī)模不大的單片機(jī)系統(tǒng)。適于外擴(kuò)芯片不多，規(guī)模不大的單片機(jī)系統(tǒng)。2. 2. 譯碼法譯碼法 最常用的譯碼器芯片：最常用的譯碼器芯片：74LS13874LS1383-83-8譯碼器譯碼器74LS13974LS139雙雙2-42-4譯碼器譯碼器74LS15474LS1544-164-16譯碼器）?？筛鶕?jù)譯碼器）?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，產(chǎn)生片選信號(hào)。設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，產(chǎn)生片選信號(hào)。全譯碼：全部高位地址線(xiàn)都參加譯碼；全譯碼：全部高位地址線(xiàn)都參加譯碼；部分譯碼：僅部分高位地址線(xiàn)參加譯碼。部分譯碼：僅部分高位

14、地址線(xiàn)參加譯碼。 (1)74LS138 (1)74LS1383 38 8譯碼器）譯碼器） 引腳如圖引腳如圖8-58-5，譯碼功能如表，譯碼功能如表8-18-1P167P167所示。當(dāng)譯所示。當(dāng)譯碼器的輸入為某一個(gè)固定編碼時(shí)，其輸出只有某一碼器的輸入為某一個(gè)固定編碼時(shí)，其輸出只有某一個(gè)固定的引腳輸出為低電平，其余的為高電平。個(gè)固定的引腳輸出為低電平，其余的為高電平。 74LS138 74LS138譯碼器真值表譯碼器真值表 輸輸 入入 輸輸 出出 G1 G2A G1 G2A* * G2B G2B* * C B A Y7 C B A Y7* * Y6 Y6* * Y5Y5* * Y4 Y4* * Y

15、3 Y3* * Y2 Y2* * Y1 Y1* * Y0 Y0* * ( 2) 74LS139雙雙2-4譯碼器）譯碼器） 引腳如下圖。真值表如表引腳如下圖。真值表如表8-2P168所示。所示。下面以下面以74LS138為例為例, 介紹如何進(jìn)行地址分配。介紹如何進(jìn)行地址分配。例例 要擴(kuò)要擴(kuò)8片片8KB的的RAM 6264，如何通過(guò)，如何通過(guò)74LS138把把64KB空間分配給各個(gè)芯片？空間分配給各個(gè)芯片？采用的是全地址譯碼方式，單片機(jī)發(fā)地址碼時(shí)，每次采用的是全地址譯碼方式，單片機(jī)發(fā)地址碼時(shí)，每次只能選中一個(gè)存儲(chǔ)單元。同類(lèi)存儲(chǔ)器間不會(huì)產(chǎn)生地只能選中一個(gè)存儲(chǔ)單元。同類(lèi)存儲(chǔ)器間不會(huì)產(chǎn)生地址重疊的問(wèn)題。

16、址重疊的問(wèn)題。如果用如果用74LS13874LS138把把64K64K空間全部劃分為每塊空間全部劃分為每塊4KB4KB，如何，如何劃分呢？見(jiàn)下圖。劃分呢？見(jiàn)下圖。8.3.3 8.3.3 外部地址鎖存器外部地址鎖存器地址鎖存器芯片地址鎖存器芯片: 74LS373: 74LS373、82828282、74LS57374LS573等。等。1. 1. 鎖存器鎖存器74LS37374LS373帶有三態(tài)門(mén)的帶有三態(tài)門(mén)的8D8D鎖存器鎖存器, ,其引腳其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖。其引腳其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖。 引腳說(shuō)明如下引腳說(shuō)明如下: :D7D7D0: 8D0: 8位數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)。位數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)。Q7Q7Q0: 8Q0: 8

17、位數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)。位數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)。G:G:數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號(hào)數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號(hào), , OEOE* *: : 數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)2. 2. 鎖存器鎖存器82828282功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與74LS37374LS373完全一樣，只是其引腳的排完全一樣，只是其引腳的排列與列與74LS37374LS373不同不同 ，82828282的引腳如下圖。的引腳如下圖。 引腳的排列為繪制印刷電路板時(shí)的布線(xiàn)提供了方便。引腳的排列為繪制印刷電路板時(shí)的布線(xiàn)提供了方便。3 3鎖存器鎖存器74LS573 74LS573 輸入的輸入的D D端和輸出的端和輸出的Q Q端也是依次排在芯片的兩側(cè)，端也是依

18、次排在芯片的兩側(cè)，與鎖存器與鎖存器82828282一樣，為繪制印刷電路板時(shí)的布線(xiàn)一樣，為繪制印刷電路板時(shí)的布線(xiàn)提供了方便。提供了方便。8.4 8.4 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器EPROMEPROM的擴(kuò)展的擴(kuò)展 采用只讀存儲(chǔ)器，非易失性。采用只讀存儲(chǔ)器，非易失性。（1 1掩膜掩膜ROMROM在制造過(guò)程中編程。成本較高，因此只適合于大批量在制造過(guò)程中編程。成本較高，因此只適合于大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)。（2 2可編程可編程ROMROMPROMPROM）用獨(dú)立的編程器寫(xiě)入。但用獨(dú)立的編程器寫(xiě)入。但PROMPROM只能寫(xiě)入一次，且不能只能寫(xiě)入一次，且不能再修改。再修改。（3 3EPROMEPROM電信號(hào)編程，紫外線(xiàn)

19、擦除的只讀存儲(chǔ)器芯片。電信號(hào)編程，紫外線(xiàn)擦除的只讀存儲(chǔ)器芯片。 （4 4E2PROME2PROM（ EEPROM EEPROM）電信號(hào)編程，電信號(hào)擦除的電信號(hào)編程，電信號(hào)擦除的ROMROM芯片。讀寫(xiě)操作與芯片。讀寫(xiě)操作與RAMRAM幾乎沒(méi)有什么差別，只是寫(xiě)入的速度慢一些。但斷幾乎沒(méi)有什么差別，只是寫(xiě)入的速度慢一些。但斷電后能夠保存信息。電后能夠保存信息。（5 5Flash ROMFlash ROM又稱(chēng)閃爍存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)閃存。大有取代又稱(chēng)閃爍存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)閃存。大有取代E2PROME2PROM的趨勢(shì)。的趨勢(shì)。8.4.1 8.4.1 常用常用EPROMEPROM芯片介紹芯片介紹典型芯片是典型芯片是27

20、27系列產(chǎn)品，例如，系列產(chǎn)品，例如， 2764 27648KB8KB8 8）、）、271282712816KB16KB8 8）、）、272562725632KB32KB8 8）、）、275122751264KB64KB8 8）。）。 “27 “27后面的數(shù)字表示其位存儲(chǔ)容后面的數(shù)字表示其位存儲(chǔ)容量。量。 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)盡量用大容量的芯片。擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)盡量用大容量的芯片。1.1.常用的常用的EPROMEPROM芯片芯片 參數(shù)見(jiàn)表參數(shù)見(jiàn)表8-48-4P123P123）。引腳如下圖。）。引腳如下圖。引腳功能如下：引腳功能如下：A0A0A15A15：地址線(xiàn)引腳。數(shù)目決定存儲(chǔ)容量來(lái)定，用：

21、地址線(xiàn)引腳。數(shù)目決定存儲(chǔ)容量來(lái)定，用 來(lái)進(jìn)行單元選擇。來(lái)進(jìn)行單元選擇。D7D7D0D0：數(shù)據(jù)線(xiàn)引腳：數(shù)據(jù)線(xiàn)引腳CECE* *：片選輸入端：片選輸入端OEOE* * ：輸出允許控制端：輸出允許控制端PGMPGM* *：編程時(shí)，加編程脈沖的輸入端：編程時(shí)，加編程脈沖的輸入端VppVpp：編程時(shí)，編程電壓（：編程時(shí)，編程電壓（+12V+12V或或+25V+25V輸入端輸入端VccVcc：+5V+5V，芯片的工作電壓。，芯片的工作電壓。 GNDGND：數(shù)字地。：數(shù)字地。 NCNC：無(wú)用端：無(wú)用端 2. EPROM2. EPROM芯片的工作方式芯片的工作方式（1 1讀出方式讀出方式 片選控制線(xiàn)為低片選控

22、制線(xiàn)為低, ,同時(shí)輸出允許控制線(xiàn)為低，同時(shí)輸出允許控制線(xiàn)為低，VppVpp為為+5V+5V，指定地址單元的內(nèi)容從，指定地址單元的內(nèi)容從D7D7D0D0上讀出。上讀出。 （2 2未選中方式未選中方式 片選控制線(xiàn)為高電平。片選控制線(xiàn)為高電平。（3 3編程方式編程方式 Vpp Vpp端加上規(guī)定高壓端加上規(guī)定高壓, CE, CE* *和和OEOE* *端加合適電平端加合適電平( (不同的芯片要求不同不同的芯片要求不同) )，就能將數(shù)據(jù)線(xiàn)上的數(shù)據(jù)，就能將數(shù)據(jù)線(xiàn)上的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到指定的地址單元。寫(xiě)入到指定的地址單元。 （4 4編程校驗(yàn)方式編程校驗(yàn)方式 （5 5編程禁止方式編程禁止方式 輸出呈高阻狀態(tài)，不寫(xiě)入程

23、序。輸出呈高阻狀態(tài)，不寫(xiě)入程序。8.4.2 8.4.2 程序存儲(chǔ)器的操作時(shí)序程序存儲(chǔ)器的操作時(shí)序 1. 1. 訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)（1 1ALE ALE （2 2PSENPSEN* *（3 3EAEA* *如果指令是從片外如果指令是從片外EPROMEPROM中讀取，中讀取，ALEALE用于低用于低8 8位地址位地址鎖存，鎖存，PSENPSEN* *接外擴(kuò)接外擴(kuò)EPROMEPROM的的OEOE* *腳。腳。P0P0口口: :分時(shí)低分時(shí)低8 8位地址總線(xiàn)和數(shù)據(jù)總線(xiàn)，位地址總線(xiàn)和數(shù)據(jù)總線(xiàn)，P2P2口口: :高高8 8位地位地址線(xiàn)。址線(xiàn)。 2. 2. 操作時(shí)序操作時(shí)序 (1

24、) (1) 應(yīng)用系統(tǒng)中無(wú)片外應(yīng)用系統(tǒng)中無(wú)片外RAM RAM (2) 應(yīng)用系統(tǒng)中接有片外應(yīng)用系統(tǒng)中接有片外RAM 由圖由圖(b)(b)可看出：可看出：（1 1將將ALEALE用作定時(shí)脈沖輸出時(shí)，執(zhí)行一次用作定時(shí)脈沖輸出時(shí)，執(zhí)行一次MOVXMOVX指令指令就會(huì)丟失一個(gè)脈沖。就會(huì)丟失一個(gè)脈沖。（2 2只有在執(zhí)行只有在執(zhí)行MOVXMOVX指令時(shí)的第二個(gè)機(jī)器周期期間，指令時(shí)的第二個(gè)機(jī)器周期期間，地址總線(xiàn)才由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。地址總線(xiàn)才由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。8.4.3 8.4.3 典型的典型的EPROMEPROM接口電路接口電路1.1.使用單片使用單片EPROMEPROM的擴(kuò)展電路的擴(kuò)展電路 2716 2716

25、、2732 EPROM2732 EPROM價(jià)格貴，容量小，且難以買(mǎi)到。價(jià)格貴，容量小，且難以買(mǎi)到。僅介紹僅介紹27642764、2712827128、2725627256、2751227512芯片的接口電路。芯片的接口電路。 下圖為外擴(kuò)下圖為外擴(kuò)16K16K字節(jié)的字節(jié)的EPROM 27128EPROM 27128的接口電路圖的接口電路圖 。MCS-51MCS-51外擴(kuò)單片外擴(kuò)單片32K32K字節(jié)的字節(jié)的EPROM 27256EPROM 27256的接口。的接口。 程序存儲(chǔ)器所占的地址空間，自己分析。程序存儲(chǔ)器所占的地址空間，自己分析。3. 3. 使用多片使用多片EPROMEPROM的擴(kuò)展電路的

26、擴(kuò)展電路MCS-51MCS-51擴(kuò)展擴(kuò)展4 4片片2712827128。 4 4片片2712827128各自所占的地址空間，自己分析。各自所占的地址空間，自己分析。8.5 8.5 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展8.5.1 8.5.1 常用的靜態(tài)常用的靜態(tài)RAMRAMSRAMSRAM芯片芯片典型型號(hào)有典型型號(hào)有:6116:6116、62646264、6212862128、6225662256。+5V+5V電源供電源供電，雙列直插封裝，電，雙列直插封裝，61166116為為2424引腳封裝，引腳封裝，62646264、6212862128、6225662256為為2828引腳封裝，引腳如

27、圖引腳封裝，引腳如圖8-198-19。各引腳功能如下各引腳功能如下: : A0 A0A14A14：地址輸入線(xiàn)。：地址輸入線(xiàn)。 D0 D0D7D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)。：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)。 CECE* *：片選信號(hào)輸入。對(duì)于：片選信號(hào)輸入。對(duì)于62646264芯片，當(dāng)芯片，當(dāng)2626腳腳(CS)(CS)為為 高電平時(shí)高電平時(shí), ,且且CECE* *為低電平時(shí)才選中該片。為低電平時(shí)才選中該片。OEOE* *：讀選通信號(hào)輸入線(xiàn)。：讀選通信號(hào)輸入線(xiàn)。WEWE* *：寫(xiě)允許信號(hào)輸入線(xiàn)，低電平有效。：寫(xiě)允許信號(hào)輸入線(xiàn)，低電平有效。VccVcc：工作電源：工作電源+5V+5VGNDGND：地：地有讀出、寫(xiě)入、維持

28、三種工作方式，這些工作方式的有讀出、寫(xiě)入、維持三種工作方式，這些工作方式的操作控制如表操作控制如表8-6(P181)8-6(P181)。8.5.2 8.5.2 外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)操作時(shí)序外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)操作時(shí)序1.1.讀片外讀片外RAMRAM操作時(shí)序操作時(shí)序 2. 2. 寫(xiě)片外寫(xiě)片外RAMRAM操作時(shí)序操作時(shí)序 寫(xiě)是寫(xiě)是CPUCPU主動(dòng)把數(shù)據(jù)送上主動(dòng)把數(shù)據(jù)送上P0P0口總線(xiàn)。故在時(shí)序上，口總線(xiàn)。故在時(shí)序上，CPUCPU先向先向P0P0口總線(xiàn)上送完口總線(xiàn)上送完8 8位地址后，在位地址后，在S3S3狀態(tài)就將數(shù)狀態(tài)就將數(shù)據(jù)送到據(jù)送到P0P0口總線(xiàn)。口總線(xiàn)。 8.5.3 8.5.3 典型的外擴(kuò)數(shù)

29、據(jù)存儲(chǔ)器的接口電路典型的外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的接口電路 圖圖8-218-21給出了用線(xiàn)選法擴(kuò)展給出了用線(xiàn)選法擴(kuò)展80318031外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的電外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的電路。路。 地址線(xiàn)為地址線(xiàn)為A0A0A12A12，故，故80318031剩余地址線(xiàn)為三根。用線(xiàn)剩余地址線(xiàn)為三根。用線(xiàn)選法可擴(kuò)展選法可擴(kuò)展3 3片片62646264。3 3片片62646264對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器空間如對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器空間如下表。下表。譯碼選通法擴(kuò)展譯碼選通法擴(kuò)展, ,如下圖所示。如下圖所示。各片各片6212862128地址分配見(jiàn)表地址分配見(jiàn)表8-98-9。 表表8-9 8-9 各片各片6212862128地址分配地址分配 P2.6 P2

30、.7 P2.6 P2.7 譯碼輸出譯碼輸出 選中芯片選中芯片 地址范圍地址范圍 存存儲(chǔ)容量?jī)?chǔ)容量 0 0 YO 0 0 YO* * IC1 0000H-3FFFH IC1 0000H-3FFFH 16K16K 0 1 Y1 0 1 Y1* * IC2 4000H-7FFFH IC2 4000H-7FFFH 16K16K 1 0 Y2 1 0 Y2* * IC3 8000H-BFFFH IC3 8000H-BFFFH 16K16K 1 1 Y3 1 1 Y3* * IC4 C000H-FFFFH IC4 C000H-FFFFH 16K 16K 單片單片6225662256與與80318031的接

31、口電路如圖的接口電路如圖8-238-23所示。地址范所示。地址范圍為圍為0000H0000H7FFFH7FFFH。 例例8-1 8-1 編寫(xiě)程序?qū)⑵鈹?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中編寫(xiě)程序?qū)⑵鈹?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中5000H5000H50FFH50FFH單單元全部清零。元全部清零。 方法方法1 1：用用DPTRDPTR作為數(shù)據(jù)區(qū)地址指針，同時(shí)使用字節(jié)計(jì)數(shù)器。作為數(shù)據(jù)區(qū)地址指針，同時(shí)使用字節(jié)計(jì)數(shù)器。 MOV DPTR MOV DPTR，#5000H#5000H；設(shè)置數(shù)據(jù)塊指針的初值；設(shè)置數(shù)據(jù)塊指針的初值 MOV R7 MOV R7，#00H#00H ；設(shè)置塊長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器初；設(shè)置塊長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器初值值 CLR A CLR ALO

32、OPLOOP： MOVX DPTR MOVX DPTR，A A ；把某一單元清零；把某一單元清零 INC DPTR INC DPTR ；地址指針加；地址指針加1 1 DJNZ R7 DJNZ R7，LOOP LOOP ；數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度減；數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度減1 1，若不，若不為為 ；0 0則繼續(xù)清零則繼續(xù)清零HEREHERE： SJMP HERE SJMP HERE ；執(zhí)行完畢，原地；執(zhí)行完畢，原地踏步踏步方法方法2 2：用用DPTRDPTR作為數(shù)據(jù)區(qū)地址指針，但不使用字節(jié)計(jì)數(shù)器，作為數(shù)據(jù)區(qū)地址指針，但不使用字節(jié)計(jì)數(shù)器，而是比較特征地址。而是比較特征地址。 MOV DPTRMOV DPTR，#5000H#

33、5000HCLR ACLR ALOOPLOOP：MOVX DPTRMOVX DPTR，A AINC DPTRINC DPTRMOV R7MOV R7，DPLDPLCJNE R7CJNE R7，#0#0，LOOP LOOP ；與末地址；與末地址+1+1比較比較HEREHERE：SJMP HERESJMP HERE8.6 EPROM8.6 EPROM和和RAMRAM的綜合擴(kuò)展的綜合擴(kuò)展8.6.1 8.6.1 綜合擴(kuò)展的硬件接口電路綜合擴(kuò)展的硬件接口電路例例8-2 8-2 采用線(xiàn)選法擴(kuò)展采用線(xiàn)選法擴(kuò)展2 2片片8KB8KB的的RAMRAM和和2 2片片8KB8KB的的EPROMEPROM。RAMRA

34、M選選62646264，EPROMEPROM選選27642764。擴(kuò)展接。擴(kuò)展接口電路見(jiàn)圖口電路見(jiàn)圖8-248-24。 （1 1各芯片地址空間分配各芯片地址空間分配 （2 2控制信號(hào)及片選信號(hào)控制信號(hào)及片選信號(hào)IC2IC2和和IC4IC4占用地址空間為占用地址空間為2000H2000H3FFFH3FFFH共共8KB8KB。同理。同理IC1IC1、IC3IC3地址范圍地址范圍4000H4000H5FFFH5FFFHP2.6=1P2.6=1、P2.5=0P2.5=0、P2.7=0P2.7=0）。線(xiàn)選法地址不連續(xù)，地址空間利用不充）。線(xiàn)選法地址不連續(xù)，地址空間利用不充分。分。例例8-3 8-3 采用

35、譯碼器法擴(kuò)展采用譯碼器法擴(kuò)展2 2片片8KB EPROM8KB EPROM，2 2片片8KB RAM8KB RAM。EPROMEPROM選用選用27642764，RAMRAM選用選用62646264。共擴(kuò)展。共擴(kuò)展4 4片芯片。擴(kuò)片芯片。擴(kuò)展接口電路見(jiàn)圖展接口電路見(jiàn)圖8-258-25。各存儲(chǔ)器地址范圍如下：。各存儲(chǔ)器地址范圍如下： 可見(jiàn)譯碼法進(jìn)行地址分配，各芯片地址空間是連續(xù)的?？梢?jiàn)譯碼法進(jìn)行地址分配，各芯片地址空間是連續(xù)的。8.6.2 8.6.2 外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路的工作原理及軟件設(shè)計(jì)外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路的工作原理及軟件設(shè)計(jì) 1. 1. 單片機(jī)片外程序區(qū)讀指令過(guò)程單片機(jī)片外程序區(qū)讀指令過(guò)程 2. 2.

36、 單片機(jī)片外數(shù)據(jù)區(qū)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)過(guò)程單片機(jī)片外數(shù)據(jù)區(qū)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)過(guò)程 例如，把片外例如，把片外1000H1000H單元的數(shù)送到片內(nèi)單元的數(shù)送到片內(nèi)RAM 50HRAM 50H單元，單元，程序如下：程序如下：MOV DPTRMOV DPTR，#1000H#1000HMOVX AMOVX A，DPTRDPTRMOV 50HMOV 50H，A A 例如，把片內(nèi)例如，把片內(nèi)50H50H單元的數(shù)據(jù)送到片外單元的數(shù)據(jù)送到片外1000H1000H單元中，單元中，程序如下：程序如下：MOV A,50HMOV A,50HMOV DPTR,#1000HMOV DPTR,#1000HMOVX DPTR,AMOVX DPTR,

37、AMCS-51MCS-51單片機(jī)讀寫(xiě)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，除用單片機(jī)讀寫(xiě)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，除用MOVX A,DPTRMOVX A,DPTR和和MOVX DPTR,AMOVX DPTR,A外，還可使用外，還可使用MOVX MOVX A,RiA,Ri和和MOVX Ri,AMOVX Ri,A。這時(shí)通過(guò)。這時(shí)通過(guò)P0P0口輸出口輸出RiRi中的內(nèi)容中的內(nèi)容低低8 8位地址），而把位地址），而把P2P2口原有的內(nèi)容作為高口原有的內(nèi)容作為高8 8位地位地址輸出。址輸出。例例8-4 8-4 將程序存儲(chǔ)器中以將程序存儲(chǔ)器中以TABTAB為首址的為首址的3232個(gè)單元的內(nèi)個(gè)單元的內(nèi)容依次傳送到外部容依次

38、傳送到外部RAMRAM以以7000H7000H為首地址的區(qū)域去。為首地址的區(qū)域去。DPTRDPTR指向標(biāo)號(hào)指向標(biāo)號(hào)TABTAB的首地址。的首地址。R0R0既指示外部既指示外部RAMRAM的地址，的地址，又表示數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)又表示數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)TABTAB的位移量。本程序的循環(huán)次數(shù)為的位移量。本程序的循環(huán)次數(shù)為3232，R0R0的值：的值：0 03131，R0R0的值達(dá)到的值達(dá)到3232就結(jié)束循環(huán)。程就結(jié)束循環(huán)。程序如下：序如下：MOVMOVP2,#70HP2,#70HMOVMOVDPTR,#TABDPTR,#TABMOVMOVR0,#0R0,#0AGIN:AGIN:MOVMOVA,R0A,R0MOVCMO

39、VC A,A+DPTRA,A+DPTRMOVXMOVX R0,AR0,AINCINCR0R0CJNECJNE R0,#32,AGINR0,#32,AGINHERE:HERE:SJMPSJMP HEREHERETAB:TAB: DB DB 8.7 E2PROM8.7 E2PROM的擴(kuò)展的擴(kuò)展 保留信息長(zhǎng)達(dá)保留信息長(zhǎng)達(dá)2020年，不存在年，不存在EPROMEPROM在日光下信息緩慢丟在日光下信息緩慢丟失的問(wèn)題。失的問(wèn)題。 8.7.1 8.7.1 常用的常用的E2PROME2PROM芯片芯片 在芯片的引腳設(shè)計(jì)上，在芯片的引腳設(shè)計(jì)上，2KB2KB的的E2PROM 2816E2PROM 2816與相同容

40、量與相同容量的的EPROM 2716EPROM 2716和靜態(tài)和靜態(tài)RAM 6116RAM 6116兼容，兼容，8KB8KB的的E2PROM E2PROM 2864A2864A與同容量的與同容量的EPROM 2764EPROM 2764和靜態(tài)和靜態(tài)RAM 6264RAM 6264也是兼也是兼容的。容的。28162816、28172817和和2864A2864A的讀出數(shù)據(jù)時(shí)間均為的讀出數(shù)據(jù)時(shí)間均為250ns250ns，寫(xiě)入時(shí)間，寫(xiě)入時(shí)間10ms10ms。E2PROME2PROM的主要性能見(jiàn)表的主要性能見(jiàn)表8-108-10P191P191）。）。8.7.3 MCS-518.7.3 MCS-51擴(kuò)展

41、擴(kuò)展E2PROME2PROM的方法的方法 1.MCS-51 1.MCS-51外擴(kuò)外擴(kuò)2817A 2817A 2817A2817A既可作為外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，又可作為程序存儲(chǔ)既可作為外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，又可作為程序存儲(chǔ)器。通過(guò)器。通過(guò)P1.0P1.0查詢(xún)查詢(xún)2817A2817A的的RDY/BUSYRDY/BUSY* *形狀，來(lái)完成形狀，來(lái)完成對(duì)對(duì)2817A2817A的寫(xiě)操作。片選信號(hào)由的寫(xiě)操作。片選信號(hào)由P2.7P2.7提供。提供。 2.MCS-51 2.MCS-51外擴(kuò)外擴(kuò)2864A 2864A 接口電路見(jiàn)圖接口電路見(jiàn)圖8-288-28。片選端與。片選端與P2.7P2.7連接，連接，P2.7=0P

42、2.7=0才選才選中中2864A2864A，線(xiàn)選法決定了，線(xiàn)選法決定了2864A2864A對(duì)應(yīng)多組地址空間，對(duì)應(yīng)多組地址空間，即即:0000H:0000H1FFFH1FFFH，2000H2000H3FFFH3FFFH，4000H4000H5FFFH5FFFH，6000H6000H7FFFH7FFFH。8K8K字節(jié)的字節(jié)的2864A2864A可作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用，但掉電后數(shù)據(jù)不丟失。使用，但掉電后數(shù)據(jù)不丟失。對(duì)對(duì)2864A2864A裝載一個(gè)頁(yè)面數(shù)據(jù)裝載一個(gè)頁(yè)面數(shù)據(jù)(16(16個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)) )的子程序的子程序WR2WR2如如下下: :被寫(xiě)入的數(shù)據(jù)取自源數(shù)據(jù)區(qū)，子程序入口參數(shù)為：被

43、寫(xiě)入的數(shù)據(jù)取自源數(shù)據(jù)區(qū)，子程序入口參數(shù)為：R1=R1=寫(xiě)入寫(xiě)入2864A2864A的字節(jié)數(shù)的字節(jié)數(shù)(16(16個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)) )R2=2864AR2=2864A的低位地址的低位地址P2=2864AP2=2864A的高位地址的高位地址DPTR=DPTR=源數(shù)據(jù)區(qū)首地址源數(shù)據(jù)區(qū)首地址 WR2: WR2: MOVX A,DPTR MOVX A,DPTR ；取數(shù)據(jù)；取數(shù)據(jù) MOV R2, A MOV R2, A ；數(shù)據(jù)暫存；數(shù)據(jù)暫存R2,R2,備查詢(xún)備查詢(xún) MOVX R0 , A MOVX R0 , A ；寫(xiě)入；寫(xiě)入2864A2864A INC DPTR INC DPTR ；源地址指針加；源地址指針加

44、1 1 INC R0 INC R0 ；目的地址指針加；目的地址指針加1 1 CJNE R0,#00H,NEXTCJNE R0,#00H,NEXT；低位地址指針未滿(mǎn)；低位地址指針未滿(mǎn) ；轉(zhuǎn)移；轉(zhuǎn)移 INC R2 INC R2 ；否則高位指針加；否則高位指針加1 1 NEXT: NEXT: DJNZ R1, WR2 DJNZ R1, WR2 ；頁(yè)面未裝載完轉(zhuǎn)移；頁(yè)面未裝載完轉(zhuǎn)移 DEC R0 DEC R0 ；頁(yè)面裝載完后，恢復(fù)；頁(yè)面裝載完后，恢復(fù) ；最后寫(xiě)入數(shù)據(jù)的地址；最后寫(xiě)入數(shù)據(jù)的地址 LOOP: LOOP: MOVX A,R0 MOVX A,R0 ；讀；讀2864A 2864A XRL A, R2 XRL A, R2