單片機(jī)第6章MCS51系列單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)課件

單片機(jī)第6章__MCS-51系列單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)單片機(jī)第6章__MCS-51系列單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)

在很多復(fù)雜的應(yīng)用情況下，單片機(jī)內(nèi)的RAM、ROM和I/O接口不夠使用時(shí)，就需要進(jìn)行擴(kuò)展。

單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展主要是指外接程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器或I/O接口等，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要。2在很多復(fù)雜的應(yīng)用情況下，單片機(jī)內(nèi)的RAM、ROM

單片機(jī)是通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與外部交換信息的。MCS-51單片機(jī)的總線接口信號見圖。3單片機(jī)是通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與外部(1)地址總線A0～A15地址總線的高8位是由P2口提供的，低8位是由P0口提供的。在訪問外部存儲器時(shí)，由地址鎖存信號ALE的下降沿把P0口的低8位以及P2口的高8位鎖存至地址鎖存器中，從而構(gòu)成系統(tǒng)的16位地址總線。(2)數(shù)據(jù)總線D0～D7數(shù)據(jù)總線是由P0口提供的，因?yàn)镻0口線既用作地址線，又用作數(shù)據(jù)線(分時(shí)使用)，因此，需要加一個(gè)8位鎖存器。4(1)地址總線A0～A154(3)控制總線系統(tǒng)控制總線共12根，既P3口的第二功能再加上RESET、EA、ALE和PSEN。實(shí)際應(yīng)用中的常用控制信號如下。使用ALE作為地址鎖存的選通信號，以實(shí)現(xiàn)低8位地址的鎖存。以PSEN信號作為擴(kuò)展程序存儲器的讀選通信號,在取指令碼時(shí)或執(zhí)行MOVC指令時(shí)變?yōu)橛行А?。以EA信號作為內(nèi)、外程序存儲器的選擇信號。以RD和WR作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器和I/O端口的讀、寫選通信號。執(zhí)行MOVX指令時(shí)，這兩個(gè)信號分別自動(dòng)有效。5(3)控制總線51.外部程序存儲器時(shí)序分析

程序存儲器擴(kuò)展電路的安排應(yīng)滿足單片機(jī)從外存取指令的時(shí)序要求。從時(shí)序圖中分析ALE、PSEN、P0和P2怎樣配合使程序存儲器完成取指操作，從而得出擴(kuò)展程序存儲器的方法。單片機(jī)一直處于不斷的取指令碼－執(zhí)行－取指令碼－執(zhí)行的工作過程中，在取指令碼時(shí)和執(zhí)行MOVC指令時(shí)PSEN會變?yōu)橛行?，和其它信號配合完成從程序存儲器讀取數(shù)據(jù)。6.1外部存儲器的擴(kuò)展技術(shù)

6.1.1外部程序存儲器的擴(kuò)展技術(shù)61.外部程序存儲器時(shí)序分析6.1外部存儲器的擴(kuò)展技術(shù)

6.外部程序存儲器訪問時(shí)序EA=0，選擇外部ROM。S2P1開始，P2口輸出高8位地址A15-A8，一直持續(xù)到S4。S2P1開始，P0口輸出低8位地址A7-A0，S2P1結(jié)束ALE下降沿鎖存A7-A0。S3P1開始，PSEN讀選通外部存儲器，延時(shí)等待TPLIV存儲器把數(shù)據(jù)送到P0口。在PSEN上升沿來以前，單片機(jī)讀取P0數(shù)據(jù)，完成一次外部程序存儲器訪問。一個(gè)機(jī)器周期可訪問兩次外部程序存儲器，讀兩字節(jié)指令。7外部程序存儲器訪問時(shí)序EA=0，選擇外部ROM。72.外部程序存儲器的連接方法三總線分別連接82.外部程序存儲器的連接方法8單片機(jī)外部擴(kuò)展常用程序存儲器芯片為EPROM，其掉電后信息不會丟失，且只有在紫外線的照射下，存儲器的單元信息才可擦除。用作擴(kuò)展的EPROM主要是27系列，如2716、2732、2764、27128、7256等，其中高位數(shù)字27表示該芯片是EPROM，低位數(shù)字表明存儲容量，如2716表示16K個(gè)存儲位，亦即字節(jié)容量為2K的EPROM。常用的還有EEPROM

，即28系列，如2816/2817、2864等，型號含義同上。

3.外部程序存儲器的擴(kuò)展（1）常見的EPROM存儲器及擴(kuò)展電路9單片機(jī)外部擴(kuò)展常用程序存儲器芯片為EPROM，其掉電EPROM除2716外均為28線雙列直插式封裝，各引腳定義如下。

A0～Ai：地址輸入線，i=12～15。

D0～Di：三態(tài)數(shù)據(jù)總線，讀或編程校驗(yàn)時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線，編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。其余時(shí)間呈高阻狀態(tài)。

PGM：編程脈沖輸入線。

OE：讀出選通線，低電平有效。

CE：片選線，低電平有效。

VPP：編程電源線，其值因芯片及制作廠商而異。

VCC：電源線，接+5V電源。

GND：接地。10EPROM除2716外均為28線雙列直插式封裝，各引腳74LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直接相連。只擴(kuò)展了一片EPROM，片選端接地。PSEN的下降沿使OE有效，由A0～A12指定的單元指令碼從D0～D7輸出。P0讀入指令到單片機(jī),經(jīng)譯碼執(zhí)行。常見的EPROM存儲器及擴(kuò)展電路1174LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直

單片機(jī)擴(kuò)展2716，2732，27128等EPROM的方法與上圖相同，差別僅在于不同的芯片的存儲容量不同，因而使用高8位地址的P2端口線的根數(shù)不同。擴(kuò)展2716（2KB）需使用A8～A10三條高位地址線擴(kuò)展2732（4KB）需要A8～A11四條高位地址線。擴(kuò)展27128（16KB)需要A8～A13六條高位地址線。注意：2764和27128的PGM引腳應(yīng)接Vcc。12

單片機(jī)擴(kuò)展2716，2732，27128等EPRO（2）E2PROM存儲器及擴(kuò)展電路

電可擦除只讀存儲器EEPROM的特點(diǎn)如下：單+5V供電，電可擦除可改寫。使用次數(shù)為1萬次，信息保存時(shí)間為10年。讀出時(shí)間為ns級，寫入時(shí)間為ms級。芯片引腳信號與相應(yīng)的RAM和EPROM芯片兼容。13（2）E2PROM存儲器及擴(kuò)展電路1374LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直接相連。只擴(kuò)展了一片EEPROM，片選端接地。PSEN和RD相與后與OE相連，支持讀指令和讀數(shù)據(jù)操作。WR和WE相連，支持寫數(shù)據(jù)操作。1474LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直（3）多存儲器片選方法①線選法

所謂線選法，就是把單根高位地址線直接加在存貯器芯片的CE端。線選法的優(yōu)點(diǎn)是連接簡單，不必附加邏輯，但擴(kuò)展的存貯芯片地址不連續(xù)。

15（3）多存儲器片選方法15②譯碼法（全譯碼）

譯碼法能提供全部64KB地址空間，且擴(kuò)展的存貯器芯片地址是連續(xù)的。

16②譯碼法（全譯碼）166.1.2外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展技術(shù)1.外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)序分析

MCS-51單片機(jī)內(nèi)只有128字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM，當(dāng)應(yīng)用中需要更多的RAM時(shí)，只能在片外擴(kuò)展?？蓴U(kuò)展的最大容量為64KB。當(dāng)執(zhí)行指令MOVXA，@Ri或MOVXA，@DPTR時(shí)，進(jìn)入外部數(shù)據(jù)RAM的讀周期。C51語言中采用什么指令訪問外部數(shù)據(jù)存儲器？176.1.2外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展技術(shù)1.外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)序外部數(shù)據(jù)存儲器的讀周期

第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期讀數(shù)據(jù)。P2口輸出高8位地址A15-A8。P0口輸出低8位地址A7-A0。分時(shí)有效，需ALE下降沿鎖存。P0口讀8位數(shù)據(jù)D7-D0。分時(shí)有效，需RD選通外部存儲器。單片機(jī)在RD上升沿之前讀入P0數(shù)據(jù)，完成一次外部存儲器讀操作。18外部數(shù)據(jù)存儲器的讀周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲器的寫周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期寫數(shù)據(jù)。P2口輸出高8位地址A15-A8。P0口輸出低8位地址A7-A0。分時(shí)有效，需ALE下降沿鎖存。P0口讀8位數(shù)據(jù)D7-D0。分時(shí)有效，需WR選通外部存儲器。外部存儲器在WR上升沿之前將P0數(shù)據(jù)寫入指定單元。19外部數(shù)據(jù)存儲器的寫周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期寫2.外部數(shù)據(jù)存儲器的連接方法注意：外部數(shù)據(jù)存儲器由RD或WR選通，可讀可寫；202.外部數(shù)據(jù)存儲器的連接方法203.外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展

6116的地址為0000H～07FFH，由于高位地址線未接入電路中，該芯片地址還可為1000H～17FFH、2000H～27FFH等等。213.外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展6116的地址為0000完成外部數(shù)據(jù)存儲器RAM讀寫操作的兩種方式：

例如把累加器A的內(nèi)容寫入外部存儲器RAM的02F3H單元中，可有如下兩種程序：第一種：MOVP2，#02H；端口提供高8位地址MOVR0，＃0F3H；R0提供低8位地址MOVX＠R0，A；A中內(nèi)容寫入02F3H單元第二種：MOVDPTR，＃02F3H；DPTR提供16位地址MOVX＠DPTR，A；A中內(nèi)容送02F3H單元同樣地，若需將外部數(shù)據(jù)存儲器RAM02F3H地址單元中的內(nèi)容讀入A累加器，其程序可為：第一種：MOVP2，＃02H；端口提供高8位地址MOVR0，＃0F3H；R0提供低8位地址MOVXA，＠R0；02F3H單元內(nèi)容送入A中第二種：MOVDPTR，＃02F3H；DPTR提供16位地址MOVXA，＠DPTR；02F3H單元內(nèi)容送入A中C51語言中采用什么指令實(shí)現(xiàn)上述功能？22完成外部數(shù)據(jù)存儲器RAM讀寫操作的兩種方式：C51語言中采用6.2并行接口的擴(kuò)展技術(shù)

MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位并行I/O口,在外部擴(kuò)展時(shí),P0和P2口做為總線使用，因而提供給用戶的I/O口就只有P1或P3口的部分口線。所接的外設(shè)較多時(shí)，就必須擴(kuò)展I/O接口。MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展的I/O口和外部數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址、采用相同的控制信號、相同的尋址方式和相同的指令，即XBYTE宏定義。236.2并行接口的擴(kuò)展技術(shù)MCS-51單片機(jī)共（1）XBYTE宏定義讀取外設(shè)數(shù)據(jù)：變量=XBYTE[地址]；RD‘=0；1）送出地址：確定訪問的單元P2口送出高8位；P0口送出低8位2）讀取數(shù)據(jù)：變量=P0（2）XBYTE宏定義通過外設(shè)輸出數(shù)據(jù)：XBYTE[地址]=數(shù)據(jù)；WR‘=0；1）送出地址：確定訪問的單元P2口送出高8位；P0口送出低8位2）輸出數(shù)據(jù)：P0=數(shù)據(jù)；24（1）XBYTE宏定義讀取外設(shè)數(shù)據(jù)：246.2.1簡單輸入/輸出口的擴(kuò)展74LS244的選通信號由RD和P2.0相或產(chǎn)生,當(dāng)執(zhí)行讀該片的指令時(shí),RD和P2.0有效,打開74LS244控制門,從而把數(shù)據(jù)通過74LS244讀入8XX51。74LS244各引腳定義如下：1A1～1A4：第1組4條輸入線1Y1～1Y4：第1組4條輸出線2A1～2A4：第2組4條輸入線2Y1～2Y4：第2組4條輸出線1G：第1組三態(tài)門使能端，低電平有效2G：第2組三態(tài)門使能端，低電平有效VCC：工作電源，接+5V電壓GND：接地256.2.1簡單輸入/輸出口的擴(kuò)展74LS244的選通信號由R程序如下（匯編）：MOVDPTR,#FEFFH ;數(shù)據(jù)指針指向74LS244MOVXA,@DPTR;外部數(shù)據(jù)經(jīng)過74LS244送入累加器AMOV61H,A ;數(shù)據(jù)送61H單元保存26程序如下（匯編）：26程序如下（C51語言）：(1)變量=XBYTE[0xfeff];(2)unsignedcharxdataa_at_0xfeff；（全局變量）變量=a；27程序如下（C51語言）：2774LS273的選通信號由WR和P2.0相或產(chǎn)生，通過執(zhí)行對該片的寫指令，WR和P2.0有效,使8XX51的數(shù)據(jù)往74LS273輸出。74LS273各引腳定義如下：D0～D7：輸入線。Q0～Q7：輸出線。CLR：清除控制端，低電平有效。CLK：時(shí)鐘輸入端，上升沿有效。VCC：工作電源，接+5V電壓。GND：接地。2874LS273的選通信號由WR和P2.0相或產(chǎn)生，通過執(zhí)行對從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（匯編）:MOVDPTR,#0FEFFHMOVX@DPTR，A;向74LS273輸出數(shù)據(jù)29從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（匯編）:2從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（C51語言）:（1）XBYTE[0xfeff]=輸出數(shù)據(jù)（2）unsignedcharxdataa_at_0xfeff;（全局變量）a=數(shù)據(jù)；30從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（C51語言【例】74LS273輸出端接8個(gè)LED發(fā)光二極管，以顯示8個(gè)按鈕開關(guān)狀態(tài)，某位低電平時(shí)二極管發(fā)光。74LS244擴(kuò)展輸入口，接8個(gè)按鈕開關(guān)。

31【例】74LS273輸出端接8個(gè)LED發(fā)光二極管，以顯示8個(gè)74LS273和74LS244的工作受AT89C51的P2.0、RD、WR三條控制線控制。電路的工作原理如下:當(dāng)P2.0=0,WR=0(RD=１)選中寫74LS273，AT89C51通過P0口輸出數(shù)據(jù)到74LS273，；當(dāng)P2.0=0,RD=0(WR=1)時(shí)選中讀74LS244,某開關(guān)按下時(shí)則對應(yīng)位輸入為“0”。輸出程序段（匯編）：

MOVA,#data；數(shù)據(jù)→A MOVDPTR,#0FEFFH；I/O地址→DPTR MOVX@DPTR,A；WR為低，數(shù)據(jù)經(jīng)74LS273口輸出輸入程序段（匯編）：

MOVDPTR,#0FEFFH；I/O地址→DPTRMOVXA,@DPTR ；RD為低，74LS244口；數(shù)據(jù)讀入內(nèi)部RAM3274LS273和74LS244的工作受AT89C51輸出程序段（C51語言）：

（1）XBYTE[0xfeff]=輸出數(shù)據(jù)（2）unsignedcharxdataa_at_0xfeff;（全局變量）a=輸出數(shù)據(jù)輸入程序段（C51語言）：

（1）變量=XBYTE[0xfeff];（2）unsignedcharxdataa_at_0xfeff;(全局變量)變量=a；33輸出程序段（C51語言）：輸入程序段（C51語言）：33例1

編寫程序把按鈕開關(guān)狀態(tài)通過上圖的發(fā)光二極管顯示出來。程序如下：DDIS: MOVDPTR,#0FEFFH ；輸入口地址→DPTRLP: MOVXA,@DPTR ；按鈕開關(guān)狀態(tài)讀入A中MOVX@DPTR,A ；A中數(shù)據(jù)送輸出口SJMPLP ；反復(fù)連續(xù)執(zhí)行#include<reg51.h>#include<absacc.h>voidmain(){unsignedchara;while(1){a=XBYTE[0xfeff];XBYTE[0xfeff]=a;}}#include<reg51.h>unsignedcharxdataa_at_0xfeff;voidmain(){unsignedcharb;while(1) {b=a; a=b; }}34例1編寫程序把按鈕開關(guān)狀態(tài)通過上圖的發(fā)光二極管顯示出來。一、8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能

8255A是可編程并行輸入/輸出接口芯片，內(nèi)含A、B、C三個(gè)8位的輸入輸出數(shù)據(jù)端口，A、B兩組控制電路，讀/寫控制邏輯電路以及數(shù)據(jù)總線緩沖器,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳配置如下圖所示。6.2.2可編程并行輸入/輸出口8255的擴(kuò)展35一、8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能6.2.2可編程并行8255A控制信號與端口信號傳送的I/O操作關(guān)系A(chǔ)1A0RD*WR*CS*工作狀態(tài)00010讀端口A：A口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線讀端口B：B口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線讀端口C：C口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線010101001000100寫端口A：總線數(shù)據(jù)→A口寫端口B：總線數(shù)據(jù)→B口寫端口C：總線數(shù)據(jù)→C口寫控制字：總線數(shù)據(jù)→控制字寄存器011001010011100××××1數(shù)據(jù)總線為三態(tài)11010非法狀態(tài)××110數(shù)據(jù)總線為三態(tài)368255A控制信號與端口信號傳送的I/O操作關(guān)系A(chǔ)1A0二、8255A的工作方式及選擇

8255A在三種基本的方式下工作：方式0：基本輸入/輸出。方式1：選通的輸入/輸出。方式2：雙向傳輸。1、方式選擇控制字其中A口可工作于方式0、1、和2，而B口只能工作在方式0和方式1。例寫入工作方式控制字95H

可將8255A編程為：A口方式0輸入，B口方式1輸出，C口的上半部分（PC7～PC4）輸出，C口的下半部分（PC3～PC0）輸入。37二、8255A的工作方式及選擇8255A在三種基本的方式下2.C口按位置位/復(fù)位控制字可對C口8位中的任一位置“1”或清“0”。用于位控。例

控制字07H寫入控制口，置“1”PC3；08H寫入控制口，清“0”PC4。382.C口按位置位/復(fù)位控制字可對C口8位中的任一位置“1”三、AT89C51單片機(jī)和8255的接口1.硬件接口電路

如圖是89C51擴(kuò)展1片8255A的電路圖。74LS373是地址鎖存器，P0.1、P0.0經(jīng)74LS373與8255A的地址線A1、A0連接；P0.7經(jīng)74LS373與片選端相連，其他地址線懸空。39三、AT89C51單片機(jī)和8255的接口1.硬件接口電路2.確定8255A端口地址圖中8255A各端口寄存器的地址為：A口：FF7CHB口：FF7DHC口：FF7EH控制寄存器：FF7FH402.確定8255A端口地址圖中8255A各端口寄存器的地址為3.軟件編程例要求8255A工作在方式0，且A口作為輸入，B口、C口作為輸出，程序如下： MOV A,#90H ；A口方式0輸入，B口、 ；C口輸出的控制字送A MOV DPTR,#0FF7FH ；控制寄存器地址→DPTR MOVX@DPTR,A ；方式控制字→控制寄存器MOV DPTR,#0FF7CH ；A口地址→DPTRMOVXA,@DPTR ；從A口讀數(shù)據(jù)MOVDPTR,#0FF7DH ；B口地址→DPTRMOV A,#DATA1 ；要輸出的數(shù)據(jù)DATA1→AMOVX@DPTR,A ；將DATA1送B口輸出MOVDPTR,#0FF7EH ；C口地址→DPTR413.軟件編程例要求8255A工作在方式0，且A口作為輸入，MOVA,#DATA2 ；DATA2→AMOVX@DPTR,A ；將數(shù)據(jù)DATA2送C口輸出C51語言程序：#include<reg51.h>#include<absacc.h>voidmain(){unsignedchara,b,c;XBYTE[0xff7f]=0x90;//寫入控制字a=XBYTE[0xff7C]; //讀A口數(shù)據(jù)，存入變量a中XBYTE[0xff7D]=b; //寫B(tài)口，變量b通過B口輸出XBYTE[0xff7e]=c; //寫C口，變量C通過C口輸出}42MOVA,#DATA2 ；DATA2→AC5【練習(xí)】用8255的PA、PB、PC口分別作為輸入口接八只控制開關(guān)，或作為輸出口接八只發(fā)光二極管，編寫控制程序，八只發(fā)光二極管分別受各自對應(yīng)的控制開關(guān)的控制。43【練習(xí)】用8255的PA、PB、PC口分別作為輸入口接八只

ORG0000H AJMPMAIN ORG0250H MAIN:MOVDPTR,#0FFfeH MOVA,#90H ;A口輸入、B口輸出MOVX@DPTR,A ;寫控制字?jǐn)?shù)據(jù)LOOP：MOVDPTR,#0FF3eH MOVXA,@DPTR ;讀輸入口數(shù)據(jù)MOVDPTR,#0FF7eH MOVX@DPTR,A ;寫輸出口數(shù)據(jù)SJMPLOOP END ;程序結(jié)束44ORG0000H 44C51語言程序：#include<reg51.g>#include<absacc.h>voidmain(){ unsignedchara; XBYTE[0xfffe]=0x90; while(1) { a=XBYTE[0xff3e]; XBYTE[0xff7e]=a; }}#include<reg51.g>unsignedcharxdataa_at_0xfffe;unsignedcharxdatab_at_0xff3e;unsignedcharxdatac_at_0xff7e;voidmain(){ unsignedchard; a=0x90; while(1) { d=b; c=d; }}45C51語言程序：#include<reg51.g>45單片機(jī)第6章__MCS-51系列單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)單片機(jī)第6章__MCS-51系列單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)

在很多復(fù)雜的應(yīng)用情況下，單片機(jī)內(nèi)的RAM、ROM和I/O接口不夠使用時(shí)，就需要進(jìn)行擴(kuò)展。

單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展主要是指外接程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器或I/O接口等，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要。47在很多復(fù)雜的應(yīng)用情況下，單片機(jī)內(nèi)的RAM、ROM

單片機(jī)是通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與外部交換信息的。MCS-51單片機(jī)的總線接口信號見圖。48單片機(jī)是通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與外部(1)地址總線A0～A15地址總線的高8位是由P2口提供的，低8位是由P0口提供的。在訪問外部存儲器時(shí)，由地址鎖存信號ALE的下降沿把P0口的低8位以及P2口的高8位鎖存至地址鎖存器中，從而構(gòu)成系統(tǒng)的16位地址總線。(2)數(shù)據(jù)總線D0～D7數(shù)據(jù)總線是由P0口提供的，因?yàn)镻0口線既用作地址線，又用作數(shù)據(jù)線(分時(shí)使用)，因此，需要加一個(gè)8位鎖存器。49(1)地址總線A0～A154(3)控制總線系統(tǒng)控制總線共12根，既P3口的第二功能再加上RESET、EA、ALE和PSEN。實(shí)際應(yīng)用中的常用控制信號如下。使用ALE作為地址鎖存的選通信號，以實(shí)現(xiàn)低8位地址的鎖存。以PSEN信號作為擴(kuò)展程序存儲器的讀選通信號,在取指令碼時(shí)或執(zhí)行MOVC指令時(shí)變?yōu)橛行?。。以EA信號作為內(nèi)、外程序存儲器的選擇信號。以RD和WR作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器和I/O端口的讀、寫選通信號。執(zhí)行MOVX指令時(shí)，這兩個(gè)信號分別自動(dòng)有效。50(3)控制總線51.外部程序存儲器時(shí)序分析

程序存儲器擴(kuò)展電路的安排應(yīng)滿足單片機(jī)從外存取指令的時(shí)序要求。從時(shí)序圖中分析ALE、PSEN、P0和P2怎樣配合使程序存儲器完成取指操作，從而得出擴(kuò)展程序存儲器的方法。單片機(jī)一直處于不斷的取指令碼－執(zhí)行－取指令碼－執(zhí)行的工作過程中，在取指令碼時(shí)和執(zhí)行MOVC指令時(shí)PSEN會變?yōu)橛行?，和其它信號配合完成從程序存儲器讀取數(shù)據(jù)。6.1外部存儲器的擴(kuò)展技術(shù)

6.1.1外部程序存儲器的擴(kuò)展技術(shù)511.外部程序存儲器時(shí)序分析6.1外部存儲器的擴(kuò)展技術(shù)

6.外部程序存儲器訪問時(shí)序EA=0，選擇外部ROM。S2P1開始，P2口輸出高8位地址A15-A8，一直持續(xù)到S4。S2P1開始，P0口輸出低8位地址A7-A0，S2P1結(jié)束ALE下降沿鎖存A7-A0。S3P1開始，PSEN讀選通外部存儲器，延時(shí)等待TPLIV存儲器把數(shù)據(jù)送到P0口。在PSEN上升沿來以前，單片機(jī)讀取P0數(shù)據(jù)，完成一次外部程序存儲器訪問。一個(gè)機(jī)器周期可訪問兩次外部程序存儲器，讀兩字節(jié)指令。52外部程序存儲器訪問時(shí)序EA=0，選擇外部ROM。72.外部程序存儲器的連接方法三總線分別連接532.外部程序存儲器的連接方法8單片機(jī)外部擴(kuò)展常用程序存儲器芯片為EPROM，其掉電后信息不會丟失，且只有在紫外線的照射下，存儲器的單元信息才可擦除。用作擴(kuò)展的EPROM主要是27系列，如2716、2732、2764、27128、7256等，其中高位數(shù)字27表示該芯片是EPROM，低位數(shù)字表明存儲容量，如2716表示16K個(gè)存儲位，亦即字節(jié)容量為2K的EPROM。常用的還有EEPROM

，即28系列，如2816/2817、2864等，型號含義同上。

3.外部程序存儲器的擴(kuò)展（1）常見的EPROM存儲器及擴(kuò)展電路54單片機(jī)外部擴(kuò)展常用程序存儲器芯片為EPROM，其掉電EPROM除2716外均為28線雙列直插式封裝，各引腳定義如下。

A0～Ai：地址輸入線，i=12～15。

D0～Di：三態(tài)數(shù)據(jù)總線，讀或編程校驗(yàn)時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線，編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。其余時(shí)間呈高阻狀態(tài)。

PGM：編程脈沖輸入線。

OE：讀出選通線，低電平有效。

CE：片選線，低電平有效。

VPP：編程電源線，其值因芯片及制作廠商而異。

VCC：電源線，接+5V電源。

GND：接地。55EPROM除2716外均為28線雙列直插式封裝，各引腳74LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直接相連。只擴(kuò)展了一片EPROM，片選端接地。PSEN的下降沿使OE有效，由A0～A12指定的單元指令碼從D0～D7輸出。P0讀入指令到單片機(jī),經(jīng)譯碼執(zhí)行。常見的EPROM存儲器及擴(kuò)展電路5674LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直

單片機(jī)擴(kuò)展2716，2732，27128等EPROM的方法與上圖相同，差別僅在于不同的芯片的存儲容量不同，因而使用高8位地址的P2端口線的根數(shù)不同。擴(kuò)展2716（2KB）需使用A8～A10三條高位地址線擴(kuò)展2732（4KB）需要A8～A11四條高位地址線。擴(kuò)展27128（16KB)需要A8～A13六條高位地址線。注意：2764和27128的PGM引腳應(yīng)接Vcc。57

單片機(jī)擴(kuò)展2716，2732，27128等EPRO（2）E2PROM存儲器及擴(kuò)展電路

電可擦除只讀存儲器EEPROM的特點(diǎn)如下：單+5V供電，電可擦除可改寫。使用次數(shù)為1萬次，信息保存時(shí)間為10年。讀出時(shí)間為ns級，寫入時(shí)間為ms級。芯片引腳信號與相應(yīng)的RAM和EPROM芯片兼容。58（2）E2PROM存儲器及擴(kuò)展電路1374LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直接相連。只擴(kuò)展了一片EEPROM，片選端接地。PSEN和RD相與后與OE相連，支持讀指令和讀數(shù)據(jù)操作。WR和WE相連，支持寫數(shù)據(jù)操作。5974LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直（3）多存儲器片選方法①線選法

所謂線選法，就是把單根高位地址線直接加在存貯器芯片的CE端。線選法的優(yōu)點(diǎn)是連接簡單，不必附加邏輯，但擴(kuò)展的存貯芯片地址不連續(xù)。

60（3）多存儲器片選方法15②譯碼法（全譯碼）

譯碼法能提供全部64KB地址空間，且擴(kuò)展的存貯器芯片地址是連續(xù)的。

61②譯碼法（全譯碼）166.1.2外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展技術(shù)1.外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)序分析

MCS-51單片機(jī)內(nèi)只有128字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM，當(dāng)應(yīng)用中需要更多的RAM時(shí)，只能在片外擴(kuò)展?？蓴U(kuò)展的最大容量為64KB。當(dāng)執(zhí)行指令MOVXA，@Ri或MOVXA，@DPTR時(shí)，進(jìn)入外部數(shù)據(jù)RAM的讀周期。C51語言中采用什么指令訪問外部數(shù)據(jù)存儲器？626.1.2外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展技術(shù)1.外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)序外部數(shù)據(jù)存儲器的讀周期

第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期讀數(shù)據(jù)。P2口輸出高8位地址A15-A8。P0口輸出低8位地址A7-A0。分時(shí)有效，需ALE下降沿鎖存。P0口讀8位數(shù)據(jù)D7-D0。分時(shí)有效，需RD選通外部存儲器。單片機(jī)在RD上升沿之前讀入P0數(shù)據(jù)，完成一次外部存儲器讀操作。63外部數(shù)據(jù)存儲器的讀周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲器的寫周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期寫數(shù)據(jù)。P2口輸出高8位地址A15-A8。P0口輸出低8位地址A7-A0。分時(shí)有效，需ALE下降沿鎖存。P0口讀8位數(shù)據(jù)D7-D0。分時(shí)有效，需WR選通外部存儲器。外部存儲器在WR上升沿之前將P0數(shù)據(jù)寫入指定單元。64外部數(shù)據(jù)存儲器的寫周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期寫2.外部數(shù)據(jù)存儲器的連接方法注意：外部數(shù)據(jù)存儲器由RD或WR選通，可讀可寫；652.外部數(shù)據(jù)存儲器的連接方法203.外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展

6116的地址為0000H～07FFH，由于高位地址線未接入電路中，該芯片地址還可為1000H～17FFH、2000H～27FFH等等。663.外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展6116的地址為0000完成外部數(shù)據(jù)存儲器RAM讀寫操作的兩種方式：

例如把累加器A的內(nèi)容寫入外部存儲器RAM的02F3H單元中，可有如下兩種程序：第一種：MOVP2，#02H；端口提供高8位地址MOVR0，＃0F3H；R0提供低8位地址MOVX＠R0，A；A中內(nèi)容寫入02F3H單元第二種：MOVDPTR，＃02F3H；DPTR提供16位地址MOVX＠DPTR，A；A中內(nèi)容送02F3H單元同樣地，若需將外部數(shù)據(jù)存儲器RAM02F3H地址單元中的內(nèi)容讀入A累加器，其程序可為：第一種：MOVP2，＃02H；端口提供高8位地址MOVR0，＃0F3H；R0提供低8位地址MOVXA，＠R0；02F3H單元內(nèi)容送入A中第二種：MOVDPTR，＃02F3H；DPTR提供16位地址MOVXA，＠DPTR；02F3H單元內(nèi)容送入A中C51語言中采用什么指令實(shí)現(xiàn)上述功能？67完成外部數(shù)據(jù)存儲器RAM讀寫操作的兩種方式：C51語言中采用6.2并行接口的擴(kuò)展技術(shù)

MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位并行I/O口,在外部擴(kuò)展時(shí),P0和P2口做為總線使用，因而提供給用戶的I/O口就只有P1或P3口的部分口線。所接的外設(shè)較多時(shí)，就必須擴(kuò)展I/O接口。MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展的I/O口和外部數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址、采用相同的控制信號、相同的尋址方式和相同的指令，即XBYTE宏定義。686.2并行接口的擴(kuò)展技術(shù)MCS-51單片機(jī)共（1）XBYTE宏定義讀取外設(shè)數(shù)據(jù)：變量=XBYTE[地址]；RD‘=0；1）送出地址：確定訪問的單元P2口送出高8位；P0口送出低8位2）讀取數(shù)據(jù)：變量=P0（2）XBYTE宏定義通過外設(shè)輸出數(shù)據(jù)：XBYTE[地址]=數(shù)據(jù)；WR‘=0；1）送出地址：確定訪問的單元P2口送出高8位；P0口送出低8位2）輸出數(shù)據(jù)：P0=數(shù)據(jù)；69（1）XBYTE宏定義讀取外設(shè)數(shù)據(jù)：246.2.1簡單輸入/輸出口的擴(kuò)展74LS244的選通信號由RD和P2.0相或產(chǎn)生,當(dāng)執(zhí)行讀該片的指令時(shí),RD和P2.0有效,打開74LS244控制門,從而把數(shù)據(jù)通過74LS244讀入8XX51。74LS244各引腳定義如下：1A1～1A4：第1組4條輸入線1Y1～1Y4：第1組4條輸出線2A1～2A4：第2組4條輸入線2Y1～2Y4：第2組4條輸出線1G：第1組三態(tài)門使能端，低電平有效2G：第2組三態(tài)門使能端，低電平有效VCC：工作電源，接+5V電壓GND：接地706.2.1簡單輸入/輸出口的擴(kuò)展74LS244的選通信號由R程序如下（匯編）：MOVDPTR,#FEFFH ;數(shù)據(jù)指針指向74LS244MOVXA,@DPTR;外部數(shù)據(jù)經(jīng)過74LS244送入累加器AMOV61H,A ;數(shù)據(jù)送61H單元保存71程序如下（匯編）：26程序如下（C51語言）：(1)變量=XBYTE[0xfeff];(2)unsignedcharxdataa_at_0xfeff；（全局變量）變量=a；72程序如下（C51語言）：2774LS273的選通信號由WR和P2.0相或產(chǎn)生，通過執(zhí)行對該片的寫指令，WR和P2.0有效,使8XX51的數(shù)據(jù)往74LS273輸出。74LS273各引腳定義如下：D0～D7：輸入線。Q0～Q7：輸出線。CLR：清除控制端，低電平有效。CLK：時(shí)鐘輸入端，上升沿有效。VCC：工作電源，接+5V電壓。GND：接地。7374LS273的選通信號由WR和P2.0相或產(chǎn)生，通過執(zhí)行對從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（匯編）:MOVDPTR,#0FEFFHMOVX@DPTR，A;向74LS273輸出數(shù)據(jù)74從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（匯編）:2從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（C51語言）:（1）XBYTE[0xfeff]=輸出數(shù)據(jù)（2）unsignedcharxdataa_at_0xfeff;（全局變量）a=數(shù)據(jù)；75從74LS273輸出數(shù)據(jù)，可使用如下指令（C51語言【例】74LS273輸出端接8個(gè)LED發(fā)光二極管，以顯示8個(gè)按鈕開關(guān)狀態(tài)，某位低電平時(shí)二極管發(fā)光。74LS244擴(kuò)展輸入口，接8個(gè)按鈕開關(guān)。

76【例】74LS273輸出端接8個(gè)LED發(fā)光二極管，以顯示8個(gè)74LS273和74LS244的工作受AT89C51的P2.0、RD、WR三條控制線控制。電路的工作原理如下:當(dāng)P2.0=0,WR=0(RD=１)選中寫74LS273，AT89C51通過P0口輸出數(shù)據(jù)到74LS273，；當(dāng)P2.0=0,RD=0(WR=1)時(shí)選中讀74LS244,某開關(guān)按下時(shí)則對應(yīng)位輸入為“0”。輸出程序段（匯編）：

MOVA,#data；數(shù)據(jù)→A MOVDPTR,#0FEFFH；I/O地址→DPTR MOVX@DPTR,A；WR為低，數(shù)據(jù)經(jīng)74LS273口輸出輸入程序段（匯編）：

MOVDPTR,#0FEFFH；I/O地址→DPTRMOVXA,@DPTR ；RD為低，74LS244口；數(shù)據(jù)讀入內(nèi)部RAM7774LS273和74LS244的工作受AT89C51輸出程序段（C51語言）：

（1）XBYTE[0xfeff]=輸出數(shù)據(jù)（2）unsignedcharxdataa_at_0xfeff;（全局變量）a=輸出數(shù)據(jù)輸入程序段（C51語言）：

（1）變量=XBYTE[0xfeff];（2）unsignedcharxdataa_at_0xfeff;(全局變量)變量=a；78輸出程序段（C51語言）：輸入程序段（C51語言）：33例1

編寫程序把按鈕開關(guān)狀態(tài)通過上圖的發(fā)光二極管顯示出來。程序如下：DDIS: MOVDPTR,#0FEFFH ；輸入口地址→DPTRLP: MOVXA,@DPTR ；按鈕開關(guān)狀態(tài)讀入A中MOVX@DPTR,A ；A中數(shù)據(jù)送輸出口SJMPLP ；反復(fù)連續(xù)執(zhí)行#include<reg51.h>#include<absacc.h>voidmain(){unsignedchara;while(1){a=XBYTE[0xfeff];XBYTE[0xfeff]=a;}}#include<reg51.h>unsignedcharxdataa_at_0xfeff;voidmain(){unsignedcharb;while(1) {b=a; a=b; }}79例1編寫程序把按鈕開關(guān)狀態(tài)通過上圖的發(fā)光二極管顯示出來。一、8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能

8255A是可編程并行輸入/輸出接口芯片，內(nèi)含A、B、C三個(gè)8位的輸入輸出數(shù)據(jù)端口，A、B兩組控制電路，讀/寫控制邏輯電路以及數(shù)據(jù)總線緩沖器,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳配置如下圖所示。6.2.2可編程并行輸入/輸出口8255的擴(kuò)展80一、8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能6.2.2可編程并行8255A控制信號與端口信號傳送的I/O操作關(guān)系A(chǔ)1A0RD*WR*CS*工作狀態(tài)00010讀端口A：A口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線讀端口B：B口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線讀端口C：C口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線010101001000100寫端口A：總線數(shù)據(jù)→A口寫端口B：總線數(shù)據(jù)→B口寫端口C：總線數(shù)據(jù)→C口寫控制字：總線數(shù)據(jù)→控制字寄存器011001010011100××××1數(shù)據(jù)總線為三態(tài)11010非法狀態(tài)××110數(shù)據(jù)總線為三態(tài)818255A控制信號與端口信號傳送的I/O操作關(guān)系A(chǔ)1A0二、8255A的工作方式及選擇

8255A在三種基本的方式下工作：方式0：基本輸入/輸出。方式1：選通的輸入/輸出。方式2：雙向傳輸。1、方式選擇控制字其中A口可工作于方式0、1、和2，而B口只能工作在方式0和方式1。例寫入工作方式控制字95H

可將8255A編程為：A口方式0輸入，B口方式1輸出，C口的上半部分（PC7～PC4）輸出，C口的下半部分（PC3～PC0）輸入。82二、8255A的工作方式及選擇8255A在三種基本的方式下2.C口按位置位/復(fù)位控制字可對C口8位中的任一位置“1”或清“0”。用于位控。例

控制字07H寫入控制口，置“1”PC