單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展ppt課件

1、微機(jī)原理及運(yùn)用微機(jī)原理及運(yùn)用第第7章章 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展 單片機(jī)內(nèi)部集成了計(jì)算機(jī)的根本功能部件，因此一塊單片機(jī)如8051/8751往往就是一個(gè)最小微機(jī)系統(tǒng)。MCS-51系列單片機(jī)具有很強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)展才干，可以擴(kuò)展64KB的程序存儲(chǔ)器和64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或輸入輸出口。 7.1 MCS-51單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)是集單片機(jī)是集CPU、RAM、ROM、定時(shí)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)器和I/O接口電路于一片集成電路的微型接口電路于一片集成電路的微型計(jì)算機(jī)。對(duì)于簡(jiǎn)單的運(yùn)用場(chǎng)所，可以在計(jì)算機(jī)。對(duì)于簡(jiǎn)單的運(yùn)用場(chǎng)所，可以在MCS-51系列單片機(jī)中選擇一個(gè)適宜的產(chǎn)品構(gòu)成一個(gè)系列單片機(jī)

2、中選擇一個(gè)適宜的產(chǎn)品構(gòu)成一個(gè)具有最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)，即最小系統(tǒng)。具有最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)，即最小系統(tǒng)。MCS-51系列中含有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)如系列中含有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)如8051/8751僅一塊芯片就可構(gòu)成最小系統(tǒng)，而無(wú)僅一塊芯片就可構(gòu)成最小系統(tǒng)，而無(wú)片內(nèi)存儲(chǔ)器的單片機(jī)如片內(nèi)存儲(chǔ)器的單片機(jī)如8031必需外部擴(kuò)展程序必需外部擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器才干構(gòu)成最小系統(tǒng)。存儲(chǔ)器才干構(gòu)成最小系統(tǒng)。 .1 8051/8751單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng) 用用8051/8751單片機(jī)構(gòu)成最小運(yùn)用系單片機(jī)構(gòu)成最小運(yùn)用系統(tǒng)時(shí)，只需將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)統(tǒng)時(shí)，只需將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如下圖。位電路即

3、可，如下圖。 7.2 擴(kuò)展總線的產(chǎn)生擴(kuò)展總線的產(chǎn)生 當(dāng)單片機(jī)最小運(yùn)用系統(tǒng)不能滿足實(shí)踐當(dāng)單片機(jī)最小運(yùn)用系統(tǒng)不能滿足實(shí)踐運(yùn)用系統(tǒng)要求時(shí)，需求在單片機(jī)外部銜接運(yùn)用系統(tǒng)要求時(shí)，需求在單片機(jī)外部銜接相應(yīng)的外圍芯片以滿足運(yùn)用系統(tǒng)要求。相應(yīng)的外圍芯片以滿足運(yùn)用系統(tǒng)要求。MCS-51系列單片機(jī)有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功系列單片機(jī)有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能，大部分常規(guī)芯片可用于其外圍擴(kuò)展電能，大部分常規(guī)芯片可用于其外圍擴(kuò)展電路中。擴(kuò)展的內(nèi)容主要有總線、程序存儲(chǔ)路中。擴(kuò)展的內(nèi)容主要有總線、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O口擴(kuò)展等?？跀U(kuò)展等。 普通微機(jī)的CPU外部都有單獨(dú)的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，而MCS-5

4、1系列單片機(jī)由于受管腳數(shù)量的限制，數(shù)據(jù)總線和地址總線是復(fù)用P0口，為了將它們別分開(kāi)，以便同外圍芯片正確地銜接，需求在單片機(jī)外部添加地址鎖存器如74LS373、8282等，從而構(gòu)成與普通CPU類似的片外三總線，如以下圖所示。 MCS-51系列單片機(jī)擴(kuò)展三總線 1. 地址總線地址總線AB 地址總線的位數(shù)決議了地址總線的位數(shù)決議了CPU可以直可以直接尋址的內(nèi)存范圍。如：微型機(jī)的接尋址的內(nèi)存范圍。如：微型機(jī)的AB為為20位，決議它的最大內(nèi)存容量為位，決議它的最大內(nèi)存容量為220=1M字節(jié)。地址總線是單向的。字節(jié)。地址總線是單向的。 MCS-51系列單片機(jī)地址總線寬為系列單片機(jī)地址總線寬為16位，所以可

5、尋址范圍為位，所以可尋址范圍為216=64KB。 16位地址總線由位地址總線由P0口提供低口提供低8位位A0-A7，P2口提供高口提供高8位位A8-A15。由于。由于P0口口還要作數(shù)據(jù)總線，只能分時(shí)用作低還要作數(shù)據(jù)總線，只能分時(shí)用作低8位地位地址線，所以址線，所以P0輸出的低輸出的低8位地址必需用鎖位地址必需用鎖存器鎖存。鎖存器的鎖存控制信號(hào)為存器鎖存。鎖存器的鎖存控制信號(hào)為ALE輸出信號(hào)。輸出信號(hào)。P2口不需外加鎖存器?？诓恍柰饧渔i存器。 2. 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB 數(shù)據(jù)總線的位數(shù)也稱為寬度與微數(shù)據(jù)總線的位數(shù)也稱為寬度與微處置器的位數(shù)相對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)總線是雙向的。處置器的位數(shù)相對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)總線是雙

6、向的。 數(shù)據(jù)總線由數(shù)據(jù)總線由P0口提供，其寬度為口提供，其寬度為8位，位，用于單片機(jī)與外部存儲(chǔ)器和用于單片機(jī)與外部存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備之間設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。傳送數(shù)據(jù)。P0口為雙向口，可以進(jìn)展兩個(gè)口為雙向口，可以進(jìn)展兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送。方向的數(shù)據(jù)傳送。 3 .控制總線CB) 由P3口提供?？刂瓶偩€用來(lái)傳輸控制信號(hào)，是雙向的。 ALE:地址鎖存器的選通訊號(hào)，用于鎖存P0口的低8位地址。 PSEN:擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的讀選通訊號(hào)。 EA:片內(nèi)或片外程序存儲(chǔ)器的選通訊號(hào)。 RD、WR:片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口的讀寫(xiě)選通訊號(hào)。7.3程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展7.3.1常用的程序存儲(chǔ)器 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器EPROM、EEPRO

7、M常作為單片機(jī)的外部存儲(chǔ)器。1、EPROM 紫外線擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，常用的有2716、2732、2764、27128、27256等。2、EEPROM 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，常用的有2816、2817、2864等。A0Ai:地址輸?shù)刂份斎刖€。入線。D0D7:數(shù)據(jù)輸數(shù)據(jù)輸入線。入線。CE:片片選信號(hào)選信號(hào)輸入線。輸入線。OE:讀讀選通訊選通訊號(hào)輸入號(hào)輸入線。線。7.3.2程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器的普通擴(kuò)展邏輯外部程序存儲(chǔ)器的普通擴(kuò)展邏輯擴(kuò)展舉例擴(kuò)展舉例: 2732(4KB)擴(kuò)展擴(kuò)展4KB EPROM的的8031系統(tǒng)系統(tǒng)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展可經(jīng)過(guò)線選方式或譯碼方式實(shí)現(xiàn)片選。圖7-8是采用線選

8、方式對(duì)8031擴(kuò)展一片2732 EPROM的連線圖。圖中選用P2.7作為2732的片選信號(hào)線，那么2732 EPROM的地址范圍為：0000H0FFFH。 27648KB擴(kuò)展擴(kuò)展16KB EPROM的的8031系統(tǒng)系統(tǒng)EPROM的地址范圍為：0000H1FFFH和2000H 3FFFH 。7.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展7.4.1常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器Static RAM)、EEPROM常作為單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 MCS-51對(duì)外部RAM的訪問(wèn)有4條指令： MOVX A,Ri MOVX Ri, A MOVX A, DPTR MOVX DPTR, AA0Ai:地址輸入線。地址輸入線。 RD:讀選通訊號(hào)輸入線。讀選通訊號(hào)輸入線。D0D7:雙向數(shù)據(jù)輸入線。雙向數(shù)據(jù)輸入線。 WR:寫(xiě)選通訊號(hào)輸入線。寫(xiě)選通訊號(hào)輸入線。CE:片選信號(hào)輸入線。片選信號(hào)輸入線。7.4.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的普通擴(kuò)展邏輯外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的普通擴(kuò)展邏輯 外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器地址的地址空間允許重疊0000HFFFFH，不會(huì)發(fā)生沖突，這是由于它們分別運(yùn)用不同的控制信號(hào)ROM用PSEN信號(hào)，RAM用RD信號(hào)和不同的指令MOVC與MOVX。擴(kuò)展舉例擴(kuò)展舉例:用用2片片