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文檔簡介

1、第第8章章 MCS-51的的存儲器擴展存儲器擴展南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件主要內(nèi)容主要內(nèi)容q熟悉系統(tǒng)三總線的概念;熟悉系統(tǒng)三總線的概念;q重點掌握程序存儲器的擴展;重點掌握程序存儲器的擴展;q重點掌握外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展;重點掌握外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展;南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8.1 概述概述在組成單片機應(yīng)用在組成單片機應(yīng)用系統(tǒng)時系統(tǒng)時:q存儲器的擴展。存儲器的擴展。qI/O口的擴展??诘臄U展。 MCS-51單片機:哈佛結(jié)構(gòu)單片機:哈佛結(jié)構(gòu)南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程

2、系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8.2 系統(tǒng)總線及總線構(gòu)造系統(tǒng)總線及總線構(gòu)造1. 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線q系統(tǒng)總線是計算機連接各部件的公共信系統(tǒng)總線是計算機連接各部件的公共信號線,擴展是通過總線進行的。號線,擴展是通過總線進行的。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件2. 構(gòu)造系統(tǒng)總線構(gòu)造系統(tǒng)總線 三總線方式三總線方式: 1. 以以P0口線作為數(shù)口線作為數(shù)據(jù)總線。據(jù)總線。2.以以P2口線作高位地口線作高位地址線址線 ;P0口經(jīng)過口經(jīng)過鎖存器作為低鎖存器作為低8位位地址地址 。3.控制信號線控制信號線:ALE,PSEN,EARD、WR信

3、號。信號。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件P0口是分時復(fù)用地址口是分時復(fù)用地址/數(shù)據(jù)線,進行數(shù)據(jù)線,進行RAM擴展擴展時必須利用時必須利用“地址鎖存器地址鎖存器”將地址信號鎖存起將地址信號鎖存起來來 。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件當當G =1時,鎖存器處于透明工作狀態(tài),即鎖存器的輸出時,鎖存器處于透明工作狀態(tài),即鎖存器的輸出狀態(tài)隨數(shù)據(jù)端的變化而變化,狀態(tài)隨數(shù)據(jù)端的變化而變化,Qi=Di(i=0,2,7)當當G端由端由 1變變 0時(下降沿),數(shù)據(jù)被鎖存起來,此后時(下降沿),數(shù)據(jù)被鎖

4、存起來,此后輸出端輸出端Qi不再隨輸入端的變化而變化,而一直保持鎖不再隨輸入端的變化而變化,而一直保持鎖存前的值不變。存前的值不變。/OE 控制三態(tài)門,控制三態(tài)門,/OE=0,三態(tài)門導(dǎo)通;,三態(tài)門導(dǎo)通;/OE=1三態(tài)門三態(tài)門關(guān)閉(高阻抗狀態(tài))。關(guān)閉(高阻抗狀態(tài))。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8個輸入端個輸入端 D0D7及及 8個輸出端個輸出端 Q0Q7;G(STB)為輸入鎖存選通端。)為輸入鎖存選通端。 /OE 為數(shù)據(jù)輸出允許端。為數(shù)據(jù)輸出允許端。常用常用的外部地址鎖存器的外部地址鎖存器74LS 373、Interl 8282 南京航空

5、航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件單片機與鎖存器的連接單片機與鎖存器的連接南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件單片機擴展單片單片機擴展單片ROM單片機擴展多片存儲器時,需要解決單片機擴展多片存儲器時,需要解決“片選片選”、“地址分配地址分配”問題問題南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8.3 讀寫控制、地址分配和外部地址鎖存器讀寫控制、地址分配和外部地址鎖存器1. 存儲器擴展的讀寫控制存儲器擴展的讀寫控制qMCS-51 外擴外擴RAM RD OE 讀控

6、制讀控制 WR WE 寫控制寫控制qMCS-51 外擴外擴ROM PSEN OE 讀控制讀控制南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件2. 存儲器地址分配存儲器地址分配q解決兩個問題:片選連線、地址分配解決兩個問題:片選連線、地址分配q方法方法: o 線選法:線選法:高地址線作為片選信號,將高地址線作為片選信號,將高地址線和片選端(高地址線和片選端(CE)直接相連)直接相連;o 譯碼法:譯碼法:采用譯碼電路對高地址進行采用譯碼電路對高地址進行譯碼,譯碼器的輸出作為片選信號。譯碼,譯碼器的輸出作為片選信號。 全譯碼:全譯碼:剩余的高位地址線全部參加譯

7、碼,剩余的高位地址線全部參加譯碼,存儲器地址空間不重疊存儲器地址空間不重疊 部分譯碼:部分譯碼:剩余的部分高位地址線參加譯剩余的部分高位地址線參加譯碼,存儲器地址空間重疊碼,存儲器地址空間重疊南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件(1) 線選法線選法+5V+5V74LS3731885RDALEP0P2P2.58031EAA0 A12D0D7OECE6264 IC1A0 A12D0D7OECE6264 IC20000H1FFFH2000H3FFFHA7A0 P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0WEWEWRCE2CE2+5V+5VD7D0Q7Q0

8、GOE:P0.7P0.0A12A8 :南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件線選法實現(xiàn)多片存儲器擴展線選法實現(xiàn)多片存儲器擴展 2片片EPROM2片片RAM南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件(2) 譯碼法譯碼法最常用的譯碼器芯片有:最常用的譯碼器芯片有: 74LS138 (3線線8線譯碼器線譯碼器) 74LS139 (雙雙2線線4線譯碼器線譯碼器) 74LS154 (4線線16線譯碼器線譯碼器)南京航空航天大學(xué)機

9、電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件3-8譯碼器譯碼器 74LS138南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件雙雙2線線4線譯碼器線譯碼器 74LS139其中一組真值表:其中一組真值表:輸入端輸入端輸出端輸出端允許允許選擇選擇111110000111001101101011010111110南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理

10、與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件用用74LS138擴展擴展8片片8KB的的RAM6264 用用74LS138把把64KB空間全部劃分為每塊空間全部劃分為每塊4KB 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件(3) 線選法與譯碼法比較線選法與譯碼法比較1.1. 線選法選址線選法選址 電路連接簡單電路連接簡單 地址空間利用率低地址空間利用率低 地址空間重疊嚴重地址空間重疊嚴重2.2. 譯碼法選址譯碼法選址 采用譯碼器電路采用譯碼器電路 部分譯碼仍有重疊的地址空間部分譯碼仍有重疊的地址空間 全譯碼地址空間利用率高,地址唯一全譯碼地址空間利用率高,地址唯一南京航

11、空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8.4 外部外部ROM的擴展的擴展MCS-51訪問外部訪問外部ROM的控制信號的控制信號: ALE:低:低8位地址鎖存控制信號位地址鎖存控制信號 PSEN:外部:外部ROM“讀取讀取”控制信號控制信號 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件1. 常用常用EPROM芯片介紹芯片介紹qIntel典型芯片典型芯片 2716 (2KB) 2732 (4KB) 2764 (8KB) 27128 (16KB) 27256 (32KB)q引腳引腳 A0A15:地址地址 D7D0:數(shù)

12、據(jù):數(shù)據(jù) CE:片選:片選 OE:讀選通:讀選通容量不同,所需容量不同,所需地址線根數(shù)不同地址線根數(shù)不同南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件EPROM的工作方式的工作方式南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件2. 訪問片外訪問片外ROM的時序的時序(1) 系統(tǒng)中無片外系統(tǒng)中無片外RAM南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件(2) 系統(tǒng)中有片外系統(tǒng)中有片外RAM(1)將將ALE用作定時脈沖輸出時,執(zhí)行次用作定時脈沖輸出時,執(zhí)行次MOVX指令就會丟失指令

13、就會丟失個脈沖。個脈沖。(2)只有在執(zhí)行只有在執(zhí)行MOVX指令時的第二個機器周期期間,地址總線指令時的第二個機器周期期間,地址總線才由數(shù)據(jù)存儲器使用。才由數(shù)據(jù)存儲器使用。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件125364783. 擴展電路實例擴展電路實例(1) 單單片片機機EPROM擴擴展展9南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件125367984南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機

14、原理與應(yīng)用課件課件12345678確定地址范圍:確定地址范圍:(2) 多片多片EPROM擴展擴展00003FFFH,40007FFFH,8000BFFFH,C000FFFFH南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8.5 外部外部RAM的擴展的擴展 P0口分時提口分時提供低供低8位地址位地址和和8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線 P2口提供高口提供高8位地址線,位地址線,對對RAM進行進行頁面尋址(圖頁面尋址(圖示為示為3根線)。根線)。 對外對外RAM讀讀/寫期間,寫期間,CPU產(chǎn)生產(chǎn)生/RD和和/WR信號信號南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微

15、機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件1. 常用的常用的SRAM芯片芯片q芯片芯片 6116 (2KB) 6164 (8KB) 61128 (16KB) 61256 (32KB)q引腳引腳 A0A15:地址:地址 D7D0:數(shù)據(jù):數(shù)據(jù) CE: 片選片選 OE:讀選通:讀選通 WE:寫允許:寫允許南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件SRAM的工作方式的工作方式靜態(tài)靜態(tài)SRAM存儲器有讀出、寫入、維持(未選中)存儲器有讀出、寫入、維持(未選中)三種工作方式三種工作方式 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課

16、件2. 訪問片外訪問片外RAM的時序的時序讀片外讀片外RAM時序時序南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件2. 訪問片外訪問片外RAM的時序的時序?qū)懫鈱懫釸AM時序時序南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件3. 典型的外典型的外RAM擴展電路擴展電路124657(1) 線選法線選法3南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件(2) 譯譯碼碼法法南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8.6 EPROM和和R

17、AM的綜合擴展的綜合擴展線選法線選法(1)控制信號及片選信號控制信號及片選信號(2)各芯片地址空間分配各芯片地址空間分配 擴展擴展2片片8K的的ROM, 2片片8K的的RAM,請在圖中指出。,請在圖中指出。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件地址分配地址分配q由硬件保證,不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突,由硬件保證,不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突,ROM和和RAM之間可以地址重疊之間可以地址重疊P2.7, P2.6, P2.5 P2.0P0.7P0.0芯片芯片地址空間地址空間空空 0 1 X X X X X XXIC2,IC420003FFF空空 1 0 X X X X X

18、 XXIC1,IC340005FFF南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件譯碼法譯碼法擴展擴展2片片8K的的ROM, 2片片8K的的RAM,請在圖中指出。,請在圖中指出。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件8.7 E2PROM的擴展的擴展 qE2PROM用于單片機系統(tǒng)中,既可擴展用于單片機系統(tǒng)中,既可擴展為片外為片外EPROM,也可擴展為片外,也可擴展為片外RAM。q調(diào)試程序時,用調(diào)試程序時,用E2PROM代替仿真代替仿真EPROM,既可修改程序,又能保存調(diào),既可修改程序,又能保存調(diào)試好的程序。試

19、好的程序。q與與RAM芯片相比,芯片相比,E2PROM寫操作速寫操作速度是很慢的。度是很慢的。q常用的常用的E2PROM芯片有芯片有2816/2816A,2817/2817A,2864A等。等。 MCS-51擴展擴展EEPROM為為RAM線選法決定線選法決定2864A對應(yīng)多組地址空間:對應(yīng)多組地址空間:0000H1FFFH,2000H3FFFH,4000H5FFFH,6000H7FFFH。MCS-51擴展擴展E2PROM為為RAM和和ROM南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院機械電子工程系 2006年微機原理與應(yīng)用微機原理與應(yīng)用課件課件qE2PROM芯片的主要缺陷:擦除和寫入時間芯片的主要缺陷:擦除和寫入

20、時間較長(較長(10ms),對許多實際應(yīng)用不能接受。),對許多實際應(yīng)用不能接受。q將存儲器集成到單片機內(nèi),縮短擦除和寫入將存儲器集成到單片機內(nèi),縮短擦除和寫入時間時間片內(nèi)閃爍存儲器(片內(nèi)閃爍存儲器(Flash Memory)qATMEL公司推出片內(nèi)帶公司推出片內(nèi)帶EPROM的的87C51給給應(yīng)用帶來極大的便利,但價格太高。應(yīng)用帶來極大的便利,但價格太高。qATMEL公司又推出了帶閃爍可編程公司又推出了帶閃爍可編程/擦除只擦除只讀存儲器讀存儲器(Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的單片機:的單片機:AT89C51、89C52、89C55。ATMEL 8

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