微機(jī)原理與應(yīng)用-08 存儲(chǔ)器擴(kuò)展

第8章MCS-51的存儲(chǔ)器擴(kuò)展主要內(nèi)容熟悉系統(tǒng)三總線的概念；重點(diǎn)掌握程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展；重點(diǎn)掌握外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展；8.1概述在組成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí):存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。I/O口的擴(kuò)展。ROM：803164KB8051/875160KBRAM

、I/O口：64KBMCS-51單片機(jī)：哈佛結(jié)構(gòu)應(yīng)用中不一定最大范圍擴(kuò)展8.2系統(tǒng)總線及總線構(gòu)造

1.系統(tǒng)總線

系統(tǒng)總線是計(jì)算機(jī)連接各部件的公共信號(hào)線，擴(kuò)展是通過總線進(jìn)行的。2.構(gòu)造系統(tǒng)總線

三總線方式:1.

以P0口線作為數(shù)據(jù)總線。2.以P2口線作高位地址線；P0口經(jīng)過鎖存器作為低8位地址。3.控制信號(hào)線:ALE，PSEN，EARD、WR信號(hào)。P0口是分時(shí)復(fù)用地址/數(shù)據(jù)線，進(jìn)行RAM擴(kuò)展時(shí)必須利用“地址鎖存器”將地址信號(hào)鎖存起來。當(dāng)G=1時(shí)，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，Qi=Di（i=0，2，…，7）當(dāng)G端由1變0時(shí)（下降沿），數(shù)據(jù)被鎖存起來，此后輸出端Qi不再隨輸入端的變化而變化，而一直保持鎖存前的值不變。/OE控制三態(tài)門，/OE=0，三態(tài)門導(dǎo)通；/OE=1三態(tài)門關(guān)閉（高阻抗?fàn)顟B(tài)）。8個(gè)輸入端D0～D7及8個(gè)輸出端Q0～Q7；G（STB）為輸入鎖存選通端。/OE為數(shù)據(jù)輸出允許端。常用的外部地址鎖存器74LS373、Interl8282

單片機(jī)與鎖存器的連接單片機(jī)擴(kuò)展單片ROM單片機(jī)擴(kuò)展多片存儲(chǔ)器時(shí)，需要解決“片選”、“地址分配”問題8.3讀寫控制、地址分配和外部地址鎖存器

1.存儲(chǔ)器擴(kuò)展的讀寫控制MCS-51外擴(kuò)RAMRD<==>OE讀控制

WR<==>WE寫控制MCS-51外擴(kuò)ROMPSEN<==>OE讀控制2.存儲(chǔ)器地址分配解決兩個(gè)問題：片選連線、地址分配方法:線選法：高地址線作為片選信號(hào)，將高地址線和片選端（CE）直接相連;譯碼法：采用譯碼電路對(duì)高地址進(jìn)行譯碼，譯碼器的輸出作為片選信號(hào)。

全譯碼：剩余的高位地址線全部參加譯碼，存儲(chǔ)器地址空間不重疊部分譯碼：剩余的部分高位地址線參加譯碼，存儲(chǔ)器地址空間重疊(1)線選法+5V74LS3731885RDALEP0P2P2.58031EAA0~A12D0~D7OECE6264IC1A0~A12D0~D7OECE6264IC20000H~1FFFH2000H~3FFFHA7~A0

P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0WEWEWRCE2CE2+5VD7…D0Q7…Q0GOE型號(hào)6264，容量8KB:P0.7~P0.0A12~A8:地址空間——地址段不唯一A15A14A13A12A11A10A9A8A7~A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0000000~00XX111111~1IC1IC2存儲(chǔ)器000B010B100B110B0000H、4000H、8000H、C000H1FFFH、5FFFH、9FFFH、DFFFHXX1111111~10~000000001B011B101B111B2000H、6000H、A000H、E000H3FFFH、7FFFH、

BFFFH、FFFFH片外剩2根線，每片有4段地址段線選法實(shí)現(xiàn)多片存儲(chǔ)器擴(kuò)展

2片EPROM2片RAM(2)譯碼法最常用的譯碼器芯片有：

74LS138(3線－8線譯碼器)74LS139(雙2線－4線譯碼器)74LS154(4線－16線譯碼器)3-8譯碼器74LS138CBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y01000001111111010000111111101100010111110111000111111011110010011101111100101110111111001101011111110011101111111其它狀態(tài)×××11111111G1G2AG2B雙2線－4線譯碼器74LS139其中一組真值表：輸入端輸出端允許選擇GBAY0Y1Y2Y31××11110000111001101101011010111110全譯碼62648KB2000H~3FFFH74LS373885D7…D0Q7…Q0RDALEP0P2P2.58031EA0000H~1FFFHP0.7~P0.0

P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0GA0~A12D0~D7OECE6264IC2WEA0~A12D0~D7OECE6264IC1WEWRCBAG2AG2BGY7…Y1Y0+5VP2.6P2.774LS138CE2+5VCE2+5VOE片內(nèi)13根片外3根全譯碼——各芯片地址惟一P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0000000~0000111111~1IC1IC2000Y0—CE0000H1FFFH001111111~10~000000001Y1—CE2000H3FFFHA15A14A13A12A11A10A9A8A7~A0存儲(chǔ)器CBA用74LS138擴(kuò)展8片8KB的RAM6264

用74LS138把64KB空間全部劃分為每塊4KB

(3)線選法與譯碼法比較線選法選址電路連接簡單地址空間利用率低地址空間重疊嚴(yán)重譯碼法選址

采用譯碼器電路部分譯碼仍有重疊的地址空間

全譯碼地址空間利用率高，地址唯一8.4外部ROM的擴(kuò)展MCS-51訪問外部ROM的控制信號(hào):ALE：低8位地址鎖存控制信號(hào)PSEN：外部ROM“讀取”控制信號(hào)

P0MCS-51

ALE

P2

PSEN鎖存器高八位地址低八位地址指令

EPROM/EEPROM

地址OE1.常用EPROM芯片介紹Intel典型芯片

2716(2KB)2732(4KB)2764(8KB)27128(16KB)27256(32KB)引腳

A0~A15:地址

D7~D0：數(shù)據(jù)

CE：片選

OE：讀選通容量不同，所需地址線根數(shù)不同EPROM的工作方式2.訪問片外ROM的時(shí)序

(1)系統(tǒng)中無片外RAM(2)系統(tǒng)中有片外RAM(1)將ALE用作定時(shí)脈沖輸出時(shí)，執(zhí)行－次MOVX指令就會(huì)丟失－個(gè)脈沖。(2)只有在執(zhí)行MOVX指令時(shí)的第二個(gè)機(jī)器周期期間，地址總線才由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。125364783.擴(kuò)展電路實(shí)例(1)單片機(jī)EPROM擴(kuò)展9地址空間——地址段不唯一片外剩2根線，每片有4段地址段A15A14A13A12A11A10A9A8A7~A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0000000~00XX111111~1IC存儲(chǔ)器00B01B10B11B0000H、4000H、8000H、C000H3FFFH、7FFFH、BFFFH、FFFFH112536798412345678確定地址范圍：(2)多片EPROM擴(kuò)展0000~3FFFH,4000~7FFFH,8000~BFFFH,C000~FFFFH8.5外部RAM的擴(kuò)展

P0口分時(shí)提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)線

P2口提供高8位地址線，對(duì)RAM進(jìn)行頁面尋址（圖示為3根線）。對(duì)外RAM讀/寫期間，CPU產(chǎn)生/RD和/WR信號(hào)P1P0ALE8031P2P3RDWR鎖存器數(shù)據(jù)

地址

RAM(2K×8)WEOE1.常用的SRAM芯片芯片

6116(2KB)6164(8KB)61128(16KB)61256(32KB)引腳

A0~A15：地址

D7~D0：數(shù)據(jù)

CE：片選

OE：讀選通

WE：寫允許SRAM的工作方式靜態(tài)SRAM存儲(chǔ)器有讀出、寫入、維持（未選中）三種工作方式

2.訪問片外RAM的時(shí)序讀片外RAM時(shí)序2.訪問片外RAM的時(shí)序?qū)懫釸AM時(shí)序3.典型的外RAM擴(kuò)展電路124657(1)線選法3(2)譯碼法8.6EPROM和RAM的綜合擴(kuò)展線選法(1)控制信號(hào)及片選信號(hào)(2)各芯片地址空間分配

擴(kuò)展2片8K的ROM，2片8K的RAM，請(qǐng)?jiān)趫D中指出。地址分配由硬件保證，不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突，ROM和RAM之間可以地址重疊P2.7,P2.6,P2.5~P2.0P0.7～P0.0芯片地址空間空01XXXXXX~XIC2,IC42000~3FFF空10XXXXXX~XIC1,IC34000~5FFF譯碼法擴(kuò)展2片8K的ROM，2片8K的RAM，請(qǐng)?jiān)趫D中指出。8.7E2PROM的擴(kuò)展

E2PROM用于單片機(jī)系統(tǒng)中，既可擴(kuò)展為片外EPROM，也可擴(kuò)展為片外RAM。調(diào)試程序時(shí)，用E2PROM代替仿真EPROM，既可修改程序，又能保存調(diào)試好的程序。與RAM芯片相比，E2PROM寫操作速度是很慢的。常用的E2PROM芯片有2816/2816A，2817/2817A，2864A等。MCS-51擴(kuò)展EEPROM為RAM線選法決定2864A對(duì)應(yīng)多組地址空間：0000H~1FFFH，2000H~3FFFH，4000H~5FFFH，6000H~7FFFH。MCS-51擴(kuò)展E2PROM為RAM和ROME2PROM芯片的主要缺陷：擦除和寫入時(shí)間較長（10ms），對(duì)許多實(shí)際應(yīng)用不能接受。將存儲(chǔ)器集成到單片機(jī)內(nèi)，縮短擦除和寫入