第9章單片機(jī)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展

9.1存儲(chǔ)器及其擴(kuò)展概述9.1.1存儲(chǔ)器基本概念當(dāng)前1頁(yè)，總共33頁(yè)。存儲(chǔ)器的一個(gè)重要指標(biāo)：容量存儲(chǔ)器的容量是指每個(gè)存儲(chǔ)器芯片所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。存儲(chǔ)器容量表示方法：?jiǎn)卧獢?shù)X單元中的位數(shù)8kX8地址線：？

數(shù)據(jù)線：？

單元數(shù)：？

單元中的位數(shù)：？1388k89.1存儲(chǔ)器及其擴(kuò)展概述9.1.1存儲(chǔ)器基本概念當(dāng)前2頁(yè)，總共33頁(yè)。隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器（RAM）典型芯片6116容量：？2kX86264容量：？8kX89.1.1存儲(chǔ)器基本概念當(dāng)前3頁(yè)，總共33頁(yè)。EPROM和EEPROM典型芯片2716、2816：2kX89.1.1存儲(chǔ)器基本概念當(dāng)前4頁(yè)，總共33頁(yè)。系統(tǒng)總線地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線由P2口提供高8位地址線,由P0口經(jīng)地址鎖存器提供低8位地址線。由P0口提供8位數(shù)據(jù)總線。ALE:地址鎖存信號(hào),用以實(shí)現(xiàn)對(duì)低8位地址的鎖存。

:片外程序存儲(chǔ)器取指信號(hào)。

:片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)。

:片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫信號(hào)。9.1.2MCS-51存儲(chǔ)器擴(kuò)展三總線VCCVSSXTAL2

XTAL1RSTP0.0

P0.1

P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0

P1.1

P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0

P3.1

P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7EAPSENRXD/

TXD/

INT0/INT1/

T0/

T1/

WR/

RD/1

2

3

4

5

6

7

8

9

10111213141516171819

2040

39

38

37

36

35

34

33

32

313029282726252424222180318051875189C5189S51當(dāng)前5頁(yè)，總共33頁(yè)。單片機(jī)的三總線結(jié)構(gòu)形式

51單片機(jī)P0口是數(shù)據(jù)線和低8位地址線復(fù)用口，為了將它們分離出來(lái)，需要外加地址鎖存器，構(gòu)成片外三總線，見(jiàn)下圖。9.1.2MCS-51存儲(chǔ)器擴(kuò)展三總線當(dāng)前6頁(yè)，總共33頁(yè)。1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1428

27

26

25

24

23

22

2120

19

18

17

16

15EPROM27641

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1428

27

26

25

24

23

22

2120

19

18

17

16

15EPROM27641

2

3

4

5

6

7

8

9

10111213141516171819

2040

39

38

37

36

35

34

33

32

31302928272625242422211

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1428

27

26

25

24

23

22

2120

19

18

17

16

15RAM62641

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1428

27

26

25

24

23

22

2120

19

18

17

16

15RAM6264

80318751805189C5189S51片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM256B（字節(jié)）4K64K64K9.1.3MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)當(dāng)前7頁(yè)，總共33頁(yè)。9.2存儲(chǔ)器擴(kuò)展編址技術(shù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展的核心問(wèn)題是存儲(chǔ)器的編址問(wèn)題。所謂編址就是給存儲(chǔ)單元分配地址。也就是將地址線進(jìn)行適當(dāng)連接，使得存儲(chǔ)器中每一個(gè)存儲(chǔ)單元都對(duì)應(yīng)一個(gè)地址。存儲(chǔ)器芯片的選擇有兩種方法:線選法和譯碼法。

1.線選法直接以系統(tǒng)的地址線作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)。

線選法接線：用低位地址線直接連至各芯片的地址線，用余下的高位地址線分別接至芯片的片選端。當(dāng)前8頁(yè)，總共33頁(yè)。例1:在8051單片機(jī)上擴(kuò)展1片6264..A12A11A10A9A8A7A06264D7D0RDWRCEP2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.78051P0.0ALERDWRP2.59.2存儲(chǔ)器擴(kuò)展編址技術(shù)D7Q7373D0GQ013根地址線8根數(shù)據(jù)線控制線當(dāng)前9頁(yè)，總共33頁(yè)。硬件電路接線后，如何確定擴(kuò)展芯片的地址范圍？地址譯碼關(guān)系圖-------------0XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0①“-”表示片內(nèi)地址；②“X”表示地址線未用，取值為0或1；

當(dāng)A15A14為00時(shí)，所占用地址為0000000000000000～0001111111111111，即0000H～1FFFH。

當(dāng)前10頁(yè)，總共33頁(yè)。例2:擴(kuò)展三片6116（2K）存儲(chǔ)芯片，試用線選法給出接線圖和地址。低位地址線：P0.7~P0.0--A7~A0，P2.2~P2.0--A10~A8， 連接芯片片內(nèi)11根地址線；高位地址線：P2.5、P2.4、P2.3--A13、A12、A11，作3片的片選線，余下：P2.7、P2.6不用 擴(kuò)展接線結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前11頁(yè)，總共33頁(yè)。P2.7、P2.6不用，取00則三片的地址范圍是：1號(hào)片 3000H~37FFH 2號(hào)片 2800H~2FFFH 3號(hào)片 1800H~1FFFH -----------011XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------101XX-----------110XX片1片2片3當(dāng)前12頁(yè)，總共33頁(yè)。2.譯碼法所謂譯碼法就是使用地址譯碼器對(duì)系統(tǒng)的片外地址進(jìn)行譯碼，以其譯碼輸出作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)。譯碼法接線：將低位地址線直接連至各芯片的地址線,將高位地址線經(jīng)地址譯碼器譯碼后作為各芯片的片選信號(hào)。常用的譯碼器芯片：74LS138（3-8譯碼器）74LS139（雙2-4譯碼器）74LS154（4-16譯碼器）?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)的要求，選擇譯碼器芯片。當(dāng)前13頁(yè)，總共33頁(yè)。3-8地址譯碼器：74LS138當(dāng)前14頁(yè)，總共33頁(yè)。例3：擴(kuò)展三片6116（2K）存儲(chǔ)芯片，試用3/8譯碼法給出接線圖和地址。低位地址線：同前P0口A7~A0，P2口A10~A8，連接片內(nèi)11根地址線高位地址線：P2口A13、A12、A11，作為3/8譯碼器C、B、A三端輸入，利用3/8譯碼器輸出端Y0、Y1、Y2三個(gè)信號(hào)作為3片芯片的片選。當(dāng)前15頁(yè)，總共33頁(yè)。 擴(kuò)展接線圖（部分譯碼）P2.5P2.3P2.4當(dāng)前16頁(yè)，總共33頁(yè)。P2.7、P2.6不用，取00則三片的地址范圍是：1號(hào)片 0000H~07FFH 2號(hào)片 0800H~0FFFH 3號(hào)片 1000H~17FFH -----------000XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------100XX-----------010XX片1片2片3C

BA

線選法芯片地址1號(hào)片3000H~37FFH2號(hào)片2800H~2FFFH3號(hào)片1800H~1FFFH當(dāng)前17頁(yè)，總共33頁(yè)。P2.7、P2.6不用，取01則三片的地址范圍是：1號(hào)片 4000H~47FFH

2號(hào)片 4800H~4FFFH

3號(hào)片 5000H~57FFH

P2.7、P2.6不用，取10則三片的地址范圍是：1號(hào)片 8000H~87FFH

2號(hào)片 8800H~8FFFH

3號(hào)片 9000H~97FFH

P2.7、P2.6不用，取11則三片的地址范圍是：1號(hào)片 A000H~A7FFH

2號(hào)片 A800H~AFFFH

3號(hào)片 B000H~B7FFH

P2.7、P2.6不用，取00則三片的地址范圍是：1號(hào)片 0000H~07FFH

2號(hào)片 0800H~0FFFH

3號(hào)片 1000H~17FFH

共占用了4組地址，相當(dāng)于每個(gè)存儲(chǔ)單元有4個(gè)地址。-----------000XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------100XX-----------010XX片1片2片3C

BA當(dāng)前18頁(yè)，總共33頁(yè)。 擴(kuò)展接線圖（全地址譯碼）P2.5P2.3P2.4P2.6P2.7當(dāng)前19頁(yè)，總共33頁(yè)。則三片的地址范圍是：1號(hào)片 8000H~87FFH 2號(hào)片 8800H~8FFFH 3號(hào)片 9000H~97FFH -----------00001A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------10001-----------01001片1片2片3C

BA每個(gè)存儲(chǔ)單元只有1個(gè)地址。當(dāng)前20頁(yè)，總共33頁(yè)。9.3程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展1.程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展用典型芯片2764A12~A0:13位地址線。

D7~D0:8位數(shù)據(jù)線。

:片選信號(hào)，低電平有效。

:輸出允許信號(hào)，當(dāng)它為“0”時(shí)，輸出緩沖器打開(kāi)，被尋址單元的內(nèi)容被讀出。

2764引腳圖當(dāng)前21頁(yè)，總共33頁(yè)。2.程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例9.3程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展兩片程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展連接圖

當(dāng)前22頁(yè)，總共33頁(yè)。地址范圍為片1：0000H~1FFFH；片2：8000H~9FFFH。是部分譯碼，有2根地址線未接，1個(gè)單元要占用4個(gè)地址號(hào)。9.3程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展XXXXXXXXXXXXX..0A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0XXXXXXXXXXXXX..1片1片2P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0當(dāng)前23頁(yè)，總共33頁(yè)。用2764芯片擴(kuò)展

8031的片外程序存儲(chǔ)器空間,分配的地址范圍為

0000H~3FFFH。要求：采用完全譯碼的方法,即所有地址線全部連接,每個(gè)單元只占用唯一的1個(gè)地址。求（1）需要幾片2764；（2）給出每片的地址范圍；（3）畫(huà)出接線圖

片數(shù)=

(末地址-首地址)+1芯片單元數(shù)

=(3FFFH-0000H)+12000H

=

4000H2000H

=2(片)

2.程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例9.3程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展①確定片數(shù)(位相同)當(dāng)前24頁(yè)，總共33頁(yè)。②分配地址范圍:第1片所占用的地址范圍為:

0000000000000000=0000H……

0001111111111111=1FFFH第2片所占用的地址范圍為:

0010000000000000=2000H……

0011111111111111=3FFFH2.程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例9.3程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展當(dāng)前25頁(yè)，總共33頁(yè)。③畫(huà)出地址譯碼關(guān)系圖:2.程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例9.3程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展XXXXXXXXXXXXX000A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0XXXXXXXXXXXXX100片1片2P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0④設(shè)計(jì)外譯碼電路:

本例只介紹采用譯碼器芯片的設(shè)計(jì)方法，現(xiàn)采用3-8譯碼器74LS138。片外譯碼只有3根線(P2.7,P2.6,P2.5)，分別接至譯碼器的C、B、A輸入端?？刂贫薌1，，

不參與譯碼。當(dāng)前26頁(yè)，總共33頁(yè)。采用地址譯碼器擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的連接圖8858⑤畫(huà)出存儲(chǔ)器擴(kuò)展連接圖:當(dāng)前27頁(yè)，總共33頁(yè)。1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展用典型芯片62646264是8K×8位的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片，為28引腳雙列直插式封裝。9.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展當(dāng)前28頁(yè)，總共33頁(yè)。所占用的地址為：第1組

4000H～5FFFH(A13=0)第2組

6000H～7FFFH(A13=1)2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例9.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展XXXXXXXXXXXXX.10A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0當(dāng)前29頁(yè)，總共33頁(yè)。用6264芯片擴(kuò)展

8051的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間,分配的地址范圍為

4000H~7FFFH。要求：采用完全譯碼的方法,即所有地址線全部連接,每個(gè)單元只占用唯一的1個(gè)地址。求（