第9章 MCS 51 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展(二,存儲器擴(kuò)展)

第9章51系統(tǒng)擴(kuò)展下頁9、1存儲器系統(tǒng)配置一、程序存儲器MCS-51最小系統(tǒng)51內(nèi)部有4KROM52內(nèi)部有8KROMMCS-51最大系統(tǒng)：可尋址64KB單元容量不夠時就要擴(kuò)展片外程序存儲器上頁下頁回目錄二、數(shù)據(jù)存儲器MCS-51最小系統(tǒng)MCS-51最大系統(tǒng)：可尋址64KB單元容量不夠時就要擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲器RAM（I/O）51子系列內(nèi)部只有128BRAM52子系列內(nèi)部只有256BRAM上頁下頁回目錄系統(tǒng)的擴(kuò)展設(shè)計(jì):存儲器I/O接口三、MCS-51系統(tǒng)擴(kuò)展功能進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時，單片機(jī)的引腳可構(gòu)成三總線結(jié)構(gòu)1、片外三總線結(jié)構(gòu)上頁下頁回目錄ALEP3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7P3.0EAPSENRST803180518751VccVssP1口P2口P0口373GE+5VA0~A7A8~A15D0~D7I/OXTAL1XTAL2RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB上頁下頁回目錄CPU微處理器RAMI/OROMCBUSDBUSABUSCBUS：控制總線，方向不確定DBUS：數(shù)據(jù)總線，雙向三態(tài)ABUS：地址總線，單向三態(tài)利用三總線可方便的進(jìn)行系統(tǒng)的擴(kuò)展設(shè)計(jì):……⑴地址總線AB（A0~A15）寬16位片外尋址64KB⑵數(shù)據(jù)總線DB（D0~D7）寬8位⑶控制總線CB系統(tǒng)擴(kuò)展用的控制總線有：PSENEAALERESETRDWR地址總線由P0口提供地址低8位。地址總線由P2口提供地址高8位P0口是地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線，在地址有效時，ALE↓鎖存到片外地址鎖存器保存;數(shù)據(jù)總線由P0口提供，該口為三態(tài)雙向口。上頁下頁回目錄P0的驅(qū)動能力：驅(qū)動8個TTL門P1

、P2、

P3的驅(qū)動能力：驅(qū)動4個TTL門2、總線驅(qū)動能力單向總線驅(qū)動器74LS244雙向總線驅(qū)動器74LS245當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)模過大，超過總線的驅(qū)動能力時，系統(tǒng)不可能可靠工作，此時應(yīng)加總線驅(qū)動器。PSEN片外取指（片外程序存儲器讀）信號輸出端ALE地址鎖存信號。用↓鎖存P0口的低8位地址RD/WR

用于片外RAM的讀寫控制，執(zhí)行MOVX時，這兩個信號，在P3.7/P3.6上自動產(chǎn)生上頁下頁回目錄存儲器設(shè)計(jì)要點(diǎn)：⑴外部存儲器的操作時序，以及所使用

控制信號的作用⑵找出8031和存儲器芯片之間引腳接線的對

應(yīng)關(guān)系，將其相應(yīng)的數(shù)據(jù)線、地址線和控

制線正確連接⑶地址譯碼選擇集成度高的芯片，若需多片則應(yīng)選擇容量相同的芯片，以簡化電路的設(shè)計(jì)。上頁下頁回目錄選擇片選信號程序存儲器擴(kuò)展設(shè)計(jì)一、外部程序存儲器操作時序PSEN片外取指（片外程序存儲器讀）信號輸出端ALE地址鎖存信號。用↓

鎖存P0口的低8位地址MCS-51單片機(jī)訪問外部ROM，使用的控制信號為：上頁下頁回目錄E1Q1D2D2Q3Q3D4DGND4Q74LS37312345678910141617181915131211208Q8D7D7Q6Q6D5DG5QVCC（b）74LS373引腳圖A0～A7P0.0～P0.7ALE1D～8D1Q～8QGE（c）74LS373電路連接圖上頁下頁回目錄74LS373表5-574LS373的功能表EG功能

01直通（Qi=Di）00保持（ Qi保持不變）

1×輸出高阻工作原理：輸入控制端G“1”輸出和輸入端數(shù)據(jù)相同“0”（1D～8D）數(shù)據(jù)鎖入（1Q～8Q）三態(tài)使能端E“1”三態(tài)門輸出呈高阻三態(tài)門開放,其輸出為鎖存器的輸出“0”上頁下頁回目錄3、常用的地址譯碼器常用的地址譯碼器是：3-8線譯碼器74LS138雙2-4線譯碼器74LS13974LS13812345678910141615131211ABCG2AG2BG1GNDY7Y6Y4Y3Y2Y1Y0Y5VCC8個輸出端3個選擇輸入端3個允許輸入端上頁下頁回目錄Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y7Y6111111111111111111111111111111110111111110111111110111111110111111110111111110110110110100100100100100100XX

000001011010X010101CBAG2BG2AG1100110

11111101100111

11111110輸入輸出74LS138譯碼器真值表上頁下頁回目錄禁止允許三、程序存儲器擴(kuò)展設(shè)計(jì)程序存儲器設(shè)計(jì)要點(diǎn)：⑴外部程序存儲器的操作時序，以及所使用

控制信號的作用⑵找出8031和存儲器芯片之間引腳接線的對

應(yīng)關(guān)系，將其相應(yīng)的數(shù)據(jù)線、地址線和控

制線正確連接⑶地址譯碼選擇集成度高的芯片，若需多片則應(yīng)選擇容量相同的芯片，以簡化電路的設(shè)計(jì)。上頁下頁回目錄選擇片選信號A6A7A5A0A1A2A3A4A13A8A9A10A11A12Q1Q0Q2Q7Q6Q5Q4Q3VccGNDVPPOECE271281D2D3D4D6D5D8D7D1Q2Q3Q4Q6Q5Q8Q7QGEVccGND+5V74LS373P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P2.0P3.1。。。P3.7P3.0P1.1。。。P1.7P1.0XTAL1XTAL2VccEAALEPSEN8031VSS+5V1、線地址譯碼法擴(kuò)展16KBEPROM上頁下頁回目錄=0線地址0000H3FFFH～4000H7FFFH～=0=1P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P2.01、線地址譯碼法擴(kuò)展16KBEPROMA6A7A5A0A1A2A3A4A13A8A9A10A11A12CE0×000000000000000×11111111111111基本地址范圍：0000H～3FFFH重疊地址范圍：4000H～7FFFH結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：地址范圍：⑴EPROM由PSEN進(jìn)行讀選通控制，8031的EA接地⑵

用一根線(P2.7)去選擇芯片，P2.7=0，選中該片⑶P2.6懸空產(chǎn)生地址重疊

上頁下頁回目錄271288031EA。。。P0.7P0.0P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P2.7ALEPSEN80311D～8DGE1Q～8Q74LS373Q0～Q7CEOEA0～A122764⑵Q0～Q7CEOEA0～A122764⑴Q0～Q7CEOEA0～A122764⑶74LS1392Y32Y22Y12Y0VCC2A2B2GGND+5VA0～A7A8～A12D0～D7片選0片選1片選20000H～1FFFH2000H～3FFFH4000H～5FFFH2、部分地址譯碼法擴(kuò)展24KBEPROM上頁下頁回目錄2、部分地址譯碼法擴(kuò)展24KBEPROMP2.5P2.6P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.0A6A7A5A0A1A2A3A4A8A9A10A11A12選中地址000110111111111111100000000000001111111111111000000000000000000000000001111111111111片⑴片⑵片⑶0000H1FFFH2000H3FFFH4000H5FFFH地址范圍：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：⑴8031內(nèi)部無ROM，所以EA接地，EPROM由PSEN進(jìn)行讀控制⑶用譯碼后的部分地址選擇芯片，叫部分地址譯碼⑵用地址譯碼信號選擇某片片選上頁下頁回目錄

數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展設(shè)計(jì)一、外部數(shù)據(jù)存儲器操作時序可尋址256B外部數(shù)據(jù)存儲器可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲器訪問外部RAM用專門指令MOVX，共4條指令符號說明MOVXA，＠RiMOVX＠Ri，AMOVXA，＠DPTRMOVX＠DPTR，A上頁下頁回目錄二、常用數(shù)據(jù)存儲器芯片常用的靜態(tài)RAM芯片為：6264621286225612345678914131211102325262728242221201816151719NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3D4D5D6D7GNDA10A9A8A11CS1VCCCEOEWE地址輸入線雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線片選線讀出選通線寫允許信號輸入線電源線1、靜態(tài)RAM芯片6116、6264、62128、62256等上頁下頁回目錄2KB8KB16KB32KB地線11根13根14根15根D0～D7：三態(tài)數(shù)據(jù)線CE：片選線OE：讀出選通線WE：寫允許信號輸入線VCC：電源線，接+5VGND:接地A0～Ai：地址輸入線，

i=10（6116），i=12（6264）

i=13（62128），i=14（62256）上頁下頁回目錄

常用靜態(tài)RAM芯片的技術(shù)指標(biāo)：型號611662646212862256容量（KB）281632引腳方式CEOEWED0～D7表5-96116/6264/62128/62256操作方式讀001輸出DOUT維持1

××

高阻三態(tài)

寫010輸入DIN上頁下頁回目錄1、8051擴(kuò)展2KBRAMP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P2.0A6A7A5A0A1A2A3A4A8A9A100

0

000

0

0000

01

1

111

1

1111

1⑴控制信號使用WR和RD。⑵WR和RD分別與6116的WE和OE端相連結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：地址范圍：上頁下頁回目錄0

0

000

0

0000

1…………0000H0001H07FFH～基本地址范圍：

0000H07FFH～61168031CE接地000000000000000111111111111111基本地址范圍：0000H～7FFFH2、8031擴(kuò)展32KBEPROM和32KBRAMP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P2.0A6A7A5A0A1A2A3A4A8A9A10A11A12A13A14結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：⑴EPROM和RAM共用地址總線和數(shù)據(jù)總線⑵控制總線除ALE外，EPROM由PSEN進(jìn)行讀選通，RAM由RD和WR進(jìn)