第8章 并行總線擴(kuò)展

單片機(jī)原理及應(yīng)用第8章并行總線擴(kuò)展本章學(xué)習(xí)要求：1.掌握單片機(jī)并行擴(kuò)展總線構(gòu)成；2.掌握并行接口擴(kuò)展的地址鎖存、片選編址方法；3.掌握外部存儲(chǔ)器的并行擴(kuò)展；4.掌握I/O口的并行擴(kuò)展。8.1AT89C51單片機(jī)的并行總線三組信息需要交換:1.輸出地址2.輸出數(shù)據(jù)或輸入數(shù)據(jù)3.明確寫操作或讀操作XBYTE[0x300D]=0x4f;地址總線(AB-AddressBus)地址總線寬度16bit（A[15：0]），尋址空間64KByte；P0口提供低8位地址A[7：0];P2口提供高8位地址A[15：8]；數(shù)據(jù)總線(DB-DataBus)數(shù)據(jù)總線寬度為8bit(D[7:0])；P0口提供8位數(shù)據(jù)總線；控制總線(CB-ContolBus)ALE：地址鎖存信號(hào)，鎖存P0口提供的A[7：0]；/WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫使能信號(hào)；/RD：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀使能信號(hào)；/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器讀使能信號(hào)。8.1AT89C51單片機(jī)的并行總線寫時(shí)序XBYTE[0x300D]=0x4f;0DH30H4FH啟動(dòng)寫操作結(jié)束寫操作寫入時(shí)間t指令-引腳-時(shí)序8.1AT89C51單片機(jī)的并行總線讀時(shí)序已知300DH單元內(nèi)數(shù)據(jù)為3FHuchardatatemp;temp=XBYTE[0x300D];0DH30H外部RAM輸出300DH單元數(shù)據(jù)停止輸出數(shù)據(jù)指令-引腳-時(shí)序8.1AT89C51單片機(jī)的并行總線8D鎖存器74HC373§8.2.1地址鎖存(P0口地址數(shù)據(jù)復(fù)用信號(hào)的分離)8.2地址鎖存與片選方法LE信號(hào)為高，輸出隨輸入變化；LE信號(hào)為低，輸出保持不變。什么是D鎖發(fā)器?8.2AT89C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能外部總線寫時(shí)序8.2AT89C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能§8.2.1片選方法（尋址方式）8.2AT89C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能61162KbyteA[10:0]61162KbyteA[10:0]61162KbyteA[10:0]/WR/RDA[15:0]D[7:0]/CS/CS/CSIIIIII8.2AT89C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能一線選法尋址直接將未使用的高位地址線連到芯片的片選信號(hào)上。該方法具有電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，僅適合簡(jiǎn)單系統(tǒng)的擴(kuò)展。A[15]/CS-IA[14]/CS-IIA[13]/CS-IIIA[10:0]芯片尋址空間011xI6000H-67FFH101xIIA000H-A7FFH110xIIIC000H-C7FFH地址映射選擇芯片選擇單元二譯碼法8.2AT89C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能將未使用的高位地址進(jìn)行譯碼，以其譯碼輸出作為擴(kuò)展芯片的片選信號(hào)片的片選信號(hào)上。該方法是最常用的尋址方法，能有效地利用存儲(chǔ)空間，適用于大容量、多芯片系統(tǒng)的擴(kuò)展。譯碼器？3-8譯碼器74HC13874HC138真值表：8.2AT89C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能8.2AT89C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能/CS-I/CS-II/CS-III8.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展§8.3.1存儲(chǔ)器分類靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM，可寫可讀，掉電數(shù)據(jù)丟失6116,6264,62256…動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM，可寫可讀，需要?jiǎng)討B(tài)刷新，掉電數(shù)據(jù)丟失掩膜只讀存儲(chǔ)器ROM，數(shù)據(jù)由半導(dǎo)體工廠寫入,定制一次可編程只讀存儲(chǔ)器OTP，只允許寫入一次可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM，可寫入，需要紫外線擦除2716，2732，2764，27256…電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM，可寫入，可擦除2816,2817,2864…閃存FLASHROM，可寫入，可擦除AT29C010,SST39F080，SST39F0168.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展8.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展隨機(jī)存儲(chǔ)器RAMRandomAccessMemory只讀存儲(chǔ)器ROMReadOnlyMemory靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAMStaticRAM動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAMDynamicRAMEPROMErasableProgrammableROMEEROMElectricallyErasableProgrammableROM閃速存儲(chǔ)器FlashROM表:存儲(chǔ)器常用術(shù)語8.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展§8.3.2外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展一.SRAM芯片6116只要保持芯片通電,存儲(chǔ)的內(nèi)容就永久保持?jǐn)嚯?，存?chǔ)的內(nèi)容丟失存儲(chǔ)容量2KByte11根地址線，A[10：0]尋址空間0000H-07FFH8位數(shù)據(jù)線，I/O[7：0]3根控制線/CS：片選信號(hào)/WE：寫使能信號(hào)/OE：讀使能信號(hào)二.擴(kuò)展6116的電路連接8.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展線選法A15尋址空間：0000H-07FFH最小地址：0xxx-x000-0000-0000B最大地址：0xxx-x111-1111-1111B§8.3.3外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展8.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展一.EPROM芯片27C25615根地址線，A[14：0]尋址空間0000H-7FFFH8位數(shù)據(jù)線，D[7：0]2根控制線/CE：片選信號(hào)/OE：讀信號(hào)需要專用編程器燒寫程序;程序擦除需要專用紫外線燈照射;掉電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失;單片機(jī)只能對(duì)EPROM進(jìn)行讀操作;存儲(chǔ)容量32KByte.二.擴(kuò)展27C256的電路連接8.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展8.3外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展§8.3.4存儲(chǔ)器小結(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器00H-FFHdata/DBYTE外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0000H-FFFFHxdata/XBYTE用/WR、/RD選通內(nèi)/外部程序存儲(chǔ)器0000H-FFFFHcode/CBYTE/EA接高、低電平8.4并行I/O口的擴(kuò)展為什么要擴(kuò)展I/O口？如何擴(kuò)展I/O口?8.4并行I/O口的擴(kuò)展對(duì)于功能復(fù)用引腳，一旦用作第二功能，該引腳就不能再用做第一功能。外部I/O口與外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。8.4并行I/O口的擴(kuò)展使用8D鎖存器74HC373擴(kuò)展8位輸出接口;使用8位三態(tài)緩沖器74HC244擴(kuò)展8位輸入接口.§8.4.1簡(jiǎn)單并行I/O口擴(kuò)展8.4并行I/O口的擴(kuò)展口地址BFFFH口地址7FFFH8.4并行I/O口的擴(kuò)展輸出端口口地址為：BFFFH，10xx-xxxx-xxxx-xxxxB輸入端口口地址為：7FFFH，01xx-xxxx-xxxx-xxxxB例.假設(shè)前頁擴(kuò)展的8位輸出端口分別接了8只指示燈，編寫程序?qū)崿F(xiàn)低3位指示燈亮，高5位指示燈滅。 例.假設(shè)前頁擴(kuò)展的8位輸入端口分別接了8只按鍵，編寫程序，讀取8只按鍵的狀態(tài)，并保存到內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器30H單元。XBYTE[0xbfff]=0xf8;DBYTE[0x30]=XBYTE[0x7fff];8.4并行I/O口的擴(kuò)展74HC02引腳圖、邏輯圖、真值表74HC32引腳圖、邏輯圖、真值表8.4并行I/O口的擴(kuò)展8.4并行I/O口的擴(kuò)展§8.4.2可編程I/O口的擴(kuò)展常用可編程外圍擴(kuò)展芯片：型號(hào)名稱說明8155可編程RAM/IO擴(kuò)展接口22個(gè)I/O口,256B的SRAM，14位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8255可編程外圍并行接口24個(gè)I/O口8251可編程串行通訊接口擴(kuò)展異步串行接口8253可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器擴(kuò)展定時(shí)器8279可編程鍵盤/顯示接口擴(kuò)展鍵盤和顯示接口1.8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳8.4并行I/O口的擴(kuò)展D7~D0：數(shù)據(jù)總線A1~A0：地址信號(hào)/CE：片選信號(hào)，低電平選中/WR：寫信號(hào)，低電平有效/RD：讀信號(hào)，低電平有效PA7~PA0：端口APB7~PB0：端口BPC7~PC0：端口CRESET：復(fù)位信號(hào)VCC：電源+5VVSS：地8.4并行I/O口的擴(kuò)展8.4并行I/O口的擴(kuò)展2.8255與AT89C51單片機(jī)的連接8.4并行I/O口的擴(kuò)展4.8255芯片內(nèi)的四個(gè)寄存器A1A0寄存器端口地址00A口（PA7~PA0）7FFCH：0111_1111_1111_110001B口（PB7~PB0）7FFDH：0111_1111_1111_110110C口（PC7~PC0）7FFEH：0111_1111_1111_111011控制字寄存器7FFFH：0111_1111_1111_1111例1：把立即數(shù)0x4f輸出到8255的PA口.XBYTE[0x7FFC]=0x4f;例2：把8255的PB口狀態(tài)讀入單片機(jī)并賦給變量temp.unsignedchardatatemp;temp=XBYTE[0x7FFD];8.4并行I/O口的擴(kuò)展控制字寄存器定義：8.4并行I/O口的擴(kuò)展方式0(Mode0)--基本輸入輸出。方式1(Mode1)--選通輸入輸出。方式2(Mode2)--雙向傳送。8255有3種工作方式例3假定選擇8255的PA口為輸出口，PB口為輸入口，PC口為輸出口，電路連接如下頁所示。（1）寫出控制字寄存器、PA口、PB口、PC口的口地址；（2）寫出控制字寄存器的控制字及初始化語句；（3）編寫子函數(shù)，將立即數(shù)53H輸出到PA口，立即數(shù)2CH輸出到PC口，將PB口的狀態(tài)讀入并存放到內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的45H單元中。8.4并行I/O口的擴(kuò)展（2）設(shè)置PA口輸出,PB口輸入，PC口輸出控制字寄存器的控制字為1000_0010B,XBYTE[0x7FFF]=0x82;//8255初始化8.4并行I/O口的擴(kuò)展（1）控制寄存器：0111_1111_1111_1111B, 7FFFHPA口：0111_1100_1111_1111b, 7CFFHPB口：0111_1101_1111_1111b, 7DFFHPC口：0111_1110_1111_1111b, 7EFFH（3）void8255OPR(void){XBYTE[0x7CFF]=0x53；//將53H輸出到PA口

XBYTE[0x7EFF]=0x2CH；//將2CH寫入PC口

DBYTE[0x45]=XBYTE[0x7DFF]；將PB口狀態(tài)讀入保存

} 本章小節(jié)1、明確最小應(yīng)用系統(tǒng)組成；2、并行