單片機(jī)第5章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)

第5章單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的擴(kuò)展5.1單片機(jī)擴(kuò)展的基本概念5.2存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

5.2I/O接口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)

5.1單片機(jī)擴(kuò)展的基本

一、單片機(jī)最小系統(tǒng)使單片機(jī)能運(yùn)行的最少器件構(gòu)成的系統(tǒng)，就是最小系統(tǒng)。無(wú)ROM芯片：8031必須擴(kuò)展ROM，復(fù)位、晶振電路有ROM芯片：89c51等，不必?cái)U(kuò)展ROM，只要有復(fù)位、晶振電路二、擴(kuò)展使用的三總線地址總線：P0－低8位P2－高8位數(shù)據(jù)總線：P0控制總線：RD、WR、ALE、PSEN

(讀、寫(xiě)、地址鎖存允許、外程序存儲(chǔ)器讀選通）5.2存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

一、隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM的擴(kuò)展

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器一般采用RAM芯片，這種存儲(chǔ)器在電源關(guān)斷后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將全部丟失。RAM器件有兩大類：動(dòng)態(tài)RAM（DRAM），一般容量較大，易受干擾，使用略復(fù)雜。靜態(tài)RAM（SRAM），在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常使用ＳＲＡＭ。1.SRAM的引腳6264邏輯圖6264引腳圖型號(hào)：6264前兩位數(shù)62,表示SRAM后兩位64÷8=8k字節(jié)容量62128有128÷8=16k字節(jié)容量62256有256÷8=32k字節(jié)容量2.RAM存儲(chǔ)器的連接

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+xCSR/WR/W微型機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器與微型機(jī)三總線的連接：1)數(shù)據(jù)線D0～n

連接數(shù)據(jù)總線DB0～n

2)地址線A0～N

連接地址總線低位AB0～N。3)片選線CS

連接地址總線高位ABN+x。4)讀寫(xiě)線OE、WE(R/W)連接讀寫(xiě)控制線RD、WR。3.地址鎖存器的原理地址鎖存器芯片74LS373與74LS573只是引腳布置的不同。74LS273的11腳G邏輯與以上相反。單片機(jī)復(fù)用總線結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)與地址分時(shí)共用一組總線。ALE地址鎖存地址鎖存地址輸出數(shù)據(jù)有效地址輸出數(shù)據(jù)有效AD0～n數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)采樣R/W單片機(jī)

AD0～7

ALER/WD0～7A0～7R/W存儲(chǔ)器Di

QiG地址鎖存器

AD8～n

A8～n4.62128與MCS51的連接二、只讀存儲(chǔ)器ROM的擴(kuò)展

工作時(shí)，ROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫(xiě)入(固化信息)，失電后可保持信息不丟失。1.掩膜ROM：不可改寫(xiě)ROM由生產(chǎn)芯片的廠家固化信息。在最后一道工序用掩膜工藝寫(xiě)入信息，用戶只可讀。2.PROM：可編程ROM用戶可進(jìn)行一次編程。存儲(chǔ)單元電路由熔絲相連，當(dāng)加入寫(xiě)脈沖，某些存儲(chǔ)單元熔絲熔斷，信息永久寫(xiě)入，不可再次改寫(xiě)。3.EPROM：可光擦除PROM用戶可以多次編程。編程加寫(xiě)脈沖后，某些存儲(chǔ)單元的PN結(jié)表面形成浮動(dòng)?xùn)?，阻擋通路，?shí)現(xiàn)信息寫(xiě)入。用紫外線照射可驅(qū)散浮動(dòng)?xùn)?，原有信息全部擦除，便可再次改?xiě)。4.EEPROM：可電擦除PROM既可全片擦除也可字節(jié)擦除，可在線擦除信息，又能失電保存信息，具備RAM、ROM的優(yōu)點(diǎn)。但寫(xiě)入時(shí)間較長(zhǎng)。27xx的引腳

1.只讀存儲(chǔ)器ROM的擴(kuò)展2.27128與MCS51的連接與RAM的不同點(diǎn)：只有一片ROM時(shí)，CE可以接地OE接PSEN3.MCS51同時(shí)擴(kuò)展ROM和RAM1.線選法

微型機(jī)剩余高位地址總線直接連接各存儲(chǔ)器片選線。

2.譯碼片選法

微型機(jī)剩余高位地址總線通過(guò)地址譯碼器輸出片選信號(hào)。多片存儲(chǔ)器芯片組成大容量存儲(chǔ)器連接常用片選方法。三、地址譯碼的方法1.線選法

P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0A7A6A5A4A3A2A1A0Ⅰ：1100000000000000=C000H～1101111111111111～DFFFHⅡ：1010000000000000=A000H～1011111111111111～BFFFHⅢ：0110000000000000～0111111111111111=6000H～7FFFH

2．譯碼片選法

3-8地址譯碼器：74LS138Y0、Y1、Y2分別連接三片存儲(chǔ)器的片選端CE1、CE2、CE3各片存儲(chǔ)器芯片分配地址：AB13AB14AB15+5VA Y0BY1CY2G1…G2A.BY774LS138CE1CE2CE3Ⅰ：0000H～1FFFHⅡ：2000H～3FFFHⅢ：4000H～5FFFH當(dāng)單片機(jī)外接芯片較多，超出總線負(fù)載能力，必須加總線驅(qū)動(dòng)器。單向驅(qū)動(dòng)器74LS244用于地址總線驅(qū)動(dòng)雙向驅(qū)動(dòng)器74LS245用于數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)3.微型機(jī)總線擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)5.2I/O接口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)

一.8255可編程并行I/O接口擴(kuò)展

二.8155可編程I/O接口擴(kuò)展

三.串行口擴(kuò)展I/O接口

一.8255可編程并行I/O接口擴(kuò)展

利用TTL芯片、COMS鎖存器、三態(tài)門等接口芯片把P0接口擴(kuò)展，常選用74LS273、74LS373、74LS244等芯片。

1、簡(jiǎn)單I/O接口擴(kuò)展

2、8255可編程并行I/O接口擴(kuò)展與電路設(shè)計(jì)

（1）8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能（2）、接口線PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7共24條端線。3個(gè)口皆為鎖存/緩沖寄存器，A口、B口有鎖存功能，C口無(wú)鎖存功能。A、B、C3口的工作方式由程序設(shè)置。（3）、數(shù)據(jù)線

8255是8位芯片，有8位數(shù)據(jù)線D0～D7。數(shù)據(jù)線接于8051的P0接口，（3）.控制線

控制線控制8255的讀RD：、寫(xiě)WR、復(fù)位RESET及片選CS等。

（4）．地址線

A1A0選擇口00A口01B口10C口11控制口3、方式選擇及方式控制字

（1）8255工作方式：方式0、方式1，方式2（2）.方式選擇4、8255擴(kuò)展電路及地址設(shè)置

（1）8255地址口確定（2）.8255初始化

例如，欲設(shè)置8255的A、B、C口全為輸出狀態(tài)(或輸出方式)，控制字為80H。

程序(結(jié)合上圖)如下：MOVDPTR,#0003H；8255控制口地址DPTRMOVA,#80H；控制字送AMOVX@DPTR,A；控制字寫(xiě)入控制寄存器

對(duì)8255的3個(gè)端口的工作方式預(yù)先設(shè)置。設(shè)置控制字經(jīng)控制口寫(xiě)入。4、8255擴(kuò)展電路及地址設(shè)置

（1）8255地址口確定二、8155可編程I/O接口擴(kuò)展設(shè)計(jì)1、I/O接口線地址數(shù)據(jù)線控制線2、8155功能及操作

（1）8155具有3種功能：

擴(kuò)展RAM、I/O接口使用、定時(shí)器使用

（2）狀態(tài)寄存器格式