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文檔簡介

主講:梁德勝聯(lián)系方式:辦公地點:教五樓408室

第5章單片機系統(tǒng)擴展技術6/29/2023系統(tǒng)擴展概述

一、最小系統(tǒng):

用單片機組成應用系統(tǒng)時,首先要考慮單片機所具有的各種功能能否滿足應用系統(tǒng)的要求。如能滿足,則稱這樣的系統(tǒng)為最小應用系統(tǒng)。無ROM芯片:必須擴展ROM,復位、晶振電路。有ROM芯片:不必擴展ROM,只要有復位、晶振電路。

6/29/2023

為了使單片機能方便地與各種擴展芯片連接,應將單片機的外部連接變?yōu)橐话愕奈⑿蜋C三總線結(jié)構(gòu)形式。即地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。對MCS-51系列單片機,其三總線由下列通道口的引線組成:

地址總線:由P2口提供高8位地址線(A8――A15)。由P0口提供低8位地址線。由于P0口是地址、數(shù)據(jù)分時使用的通道口,所以為保存地址信息,需外加地址鎖存器鎖存低8位的地址信息。一般都用ALE正脈沖信號的下降沿控制鎖存時刻。

數(shù)據(jù)總線:由P0口提供。此口是雙向、輸入三態(tài)控制的通道口。

控制總線:擴展系統(tǒng)時常用的控制信號為地址鎖存信號ALE,片外程序存儲器取指信號以及數(shù)據(jù)存儲器RAM和外設接口共用的讀寫控制信號等。

二、擴展使用的三總線6/29/2023單片機擴展成三總線的結(jié)構(gòu)圖。擴展芯片與主機相連的方法同一般三總線結(jié)構(gòu)的微處理機完全一樣。6/29/202374LS373是有輸出三態(tài)門的電平允許8D鎖存器。當G(使能端)為高電平時,鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端Q的狀態(tài)與數(shù)據(jù)輸入端D相同(透明的)。當G端從高電平返回到低電平時(下降沿后),輸入端的數(shù)據(jù)就被鎖存在鎖存器中,數(shù)據(jù)輸入端D的變化不再影響Q端輸出。

6/29/20238.2存儲器擴展

存儲器的分類

1.只讀存儲器(ROM)(1)掩模工藝ROM(2)可一次性編程ROM(PROM)(3)紫外線擦除可改寫ROM(EPROM)(4)電擦除可改寫ROM(EEPROM或E2PROM)(5)快擦寫ROM(flashROM)6/29/2023隨機存儲器RAM(也叫讀寫存儲器)(1)雙極型RAM(2)金屬氧化物(MOS)RAM靜態(tài)RAM(SRAM)動態(tài)RAM(DRAM)非易失性RAM(NVRAM)

6/29/20233存儲器的主要性能指標

1.

存貯容量2.

存取時間3.

可靠性4.

功耗6/29/2023訪問外部程序的時序

單片機的地址總線為16位,擴展的片外ROM的最大容量為64KB,地址為0000H~FFFFH。擴展的片外RAM的最大容量也為64KB,地址為0000H~FFFFH。由于80C51采用不同的控制信號和指令(ROM:PSEN,RAM:RD,WR),盡管ROM與RAM的地址是重疊的,也不會發(fā)生混亂。80C51對片內(nèi)和片外ROM的訪問使用相同的指令,兩者的選擇是由硬件實現(xiàn)的。6/29/20231烤訪撥問外樣部程賢序存永儲器慎時序控制跳信號多有A監(jiān)LE啄和P桑SE所N騾,P藏0與招P2險口用百作1止6位多地址畝線,哥P0抓口作必8位賞數(shù)據(jù)葉線(觀傳送濫指令宋代碼絹)。其操顯作過賭程如噸下。(1鞏)在渴S1P2時刻漲產(chǎn)生寺AL壺E信觀號。(2嗚)由枝P0、P2口送盾出1睡6位攪地址陽,由拔于P0口送子出的蛛低8辟位地召址只匙保持著到S2P2,所稀以要鏡利用傳AL輛E的膛下降窄沿信香號將壺P0口送控出的耽低8凈位地設址信吃號鎖拍存到滾地址花鎖存糖器中競。而內(nèi)P2口送侄出的市高8器位地境址在決整個件讀指晚令的勿過程會中都綿有效區(qū),因丙此不割需要組對其華進行雙鎖存苗。從臺S2P2起,溝AL眼E信深號失吹效。(3酒)從齒S3P1開始勁,P義SE卻N開占始有慣效,初對外島部程配序存邊儲器防進行佩讀操外作,首將選謎中的維單元猾中的蜻指令騾代碼由從P0口讀淡入,等S4P2時刻京,PS烤EN失效造。(4濃)從茫S4P2后開暑始第妨二次坐讀入壟,過瀉程與顧第一團次相辯似。6/率25書/2貸02從3MC戀S-驚51系列腦單片請機訪些問外僵部程瞧序存肝儲器陰的時改序圖80怖C5忠1系其列單旨片機口的C袍PU公在訪季問片恰外R烏OM店的一約個機登器周艷期內(nèi)列,信縱號A擦LE回出現(xiàn)扯兩次事(正寸脈沖匠),蠅RO串M選套通信連號也噸兩次爺有效管,這爭說明程在一繳個機厘器周童期內(nèi)體,C爭PU頂兩次綿訪問螞片外睡RO撒M,戲也即流在一夠個機前器周業(yè)期內(nèi)租可以循處理咐兩個邊字節(jié)黑的指廳令代石碼,底所以覽在8應0C奏51叮系列荷單片塔機指隸令系跟統(tǒng)中擋有很販多單來周期沸雙字剪節(jié)指開令。6/胡25虧/2百02訴32洽訪問窯外部錫數(shù)據(jù)寫存儲們器時涂序下面袖以讀霞時序美為例漢進行售介紹步,其武相應步的操岡作時板序如朋圖所本示。MC假S-碰51系列蹈單片壁機訪花問外慈部數(shù)校據(jù)存密儲器旋的時捧序圖6/面25顫/2疑02捎3訪問模外部墳數(shù)據(jù)號存儲蛾器的禁操作教過程胳如下懲:(1)從縱第1次AL曉E有效梯到第2次AL晝E開始取有效敘期間爽,P0口送校出外柿部RO丟M單元倆的低8位地胸址,P2口送紛出外兼部RO樣M單元巨的高8位地妹址,顯并在壁有效猜期間翁,讀蠢入外弄部RO雀M單元鵲中的司指令柜代碼限。(2)在固第2次AL征E有效陷后,P0口送踩出外悄部RA朱M單元獻的低8位地喚址,P2口送帝出外碎部RA打M單元屯高8位地統(tǒng)址。(3)在茂第2個機字器周暴期,新第1次AL賣E信號慨不再工出現(xiàn)第,此反時PS信EN也失丹效,校并在價第2個機朗器周通期的S1P1時,壩RD征信號刺開始抗有效天,從P0口讀駁入選蜻中RA折M單元殃中的案內(nèi)容機。6/巖25善/2敢02倚34存儲甘器擴斯展的徹編址救技術1線選秩法所謂喂線選蹤蝶法,席就是為直接備以系盈統(tǒng)的湊地址澤作為斥存儲犬芯片連的片軍選信克號,財為此較只需嘉把高灰位地感址線桃與存伙儲芯熄片的掘片選侮信號汁直接姨連接熔即可撇。特百點是媽簡單墊明了襲,不必需增脫加另菊外電猾路。食缺點舞是存濁儲空眨間不穩(wěn)連續(xù)罩。適蔽用于榜小規(guī)辭模單門片機進系統(tǒng)煮的存否儲器晶擴展鋤?!纠?-奇1】屢現(xiàn)有指2K朱*8沒位存額儲器役芯片集,需允擴展飼8K歡*8除位存作儲結(jié)甜構(gòu)采僅用線烈選法捎進行迫擴展依。擴展襪8K勞B的堆存儲顫器結(jié)蟲構(gòu)需濃2K北B的褲存儲裂器芯辰片4費塊。典2K讓的存病儲器員所用彩的地童址線悲為A衣0~依A1壟0共窗11羞根地萌址線瓶和片未選信戴號與駐CP懷U的遙連接炮如表注所示醋。6/街25紹/2裹02巖380墳C5燈1與存碎儲器雪的線館路連注接80C51存儲器P0口經(jīng)鎖存器鎖存形成A0~A7與A0~A7相連P2.0、P2.1、P2.2與A8~A10相連P0口與D0~D7相連P2.3與存儲器1的片選信號相連P2.4與存儲器2的片選信號相連P2.5與存儲器3的片選信號相連P2.6與存儲器4的片選信號相連6/勢25恨/2吸02詢3擴展咽存儲悶器的盤硬件揀連接線選扁法連仰線圖6/樓25棋/2扎02庸3線選擠方式淹地址思分配河表

A15A14A13A12A11A10….A0地址范圍芯片100111111000….01….17000H---77FFH芯片200111100110

….01

….16800H---6FFFH芯片300110011110

….01

….15800H---5FFFH芯片400001111110

….01

….13800H—3FFFH6/雞25季/2語02監(jiān)38.誕4.將2譯碼悟法所謂達譯碼綁法就起是使料用譯割碼器邀對系精統(tǒng)的霸高位劫地址撇進行錘譯碼剖,以食其譯協(xié)碼輸東出作塘為存簡儲芯煮片的曉片選嘴信號厘。這耀是一預種最告常用殿的存性儲器米編址煙方法裳,能偵有效光地利寫用空置間,探特點暮是存陷儲空賽間連夕續(xù),戴適用勇于大售容量姐多芯抬片存勤儲器都擴展宇。常用贏的譯獻碼芯朗片有暈:74釋LS培13輔9(雙2-4譯碼猜器)螺和74澤LS錫13匆8(3-8譯碼個器)里等,際它們眨的CM件OS型芯飄片分銳別是74乞HC擾13跡9和74林HC怨13染8。6/魔25凱/2橫02麥3譯碼冠器管倦腳圖6/戀25農(nóng)/2掌02油3【例棒2】音現(xiàn)有斬2K識*8脂位存勺儲器變芯片朱,需返擴展嘉8K銳*8扁位存飼儲結(jié)牙構(gòu)采扭用譯窩碼法威進行讓擴展挨。擴展8K怖B的存芒儲器冤結(jié)構(gòu)吃需2K廟B的存參儲器贏芯片4塊。2K的存骨儲器鑄所用渾的地周址線政為A0~A10共11根地談址線度和片稼選信醒號與CP薦U的連知接如魯表所抽示。6/遙25揮/2詳02毀380奸C5怖1與存桿儲器開的線孫路連殊接 80C51 存儲器P0口經(jīng)鎖存器鎖存形成A0~A7與A0~A7相連P2.0、P2.1、P2.2與A8~A10相連P0口與D0~D7相連P2.4P2.3譯碼輸出與存儲器的片選信號連接00與存儲器1的片選信號相連01與存儲器2的片選信號相連10與存儲器3的片選信號相連11與存儲器4的片選信號相連6/旺25澆/2票02夕3P2.索3、P2.殿4作為葡二-四譯盾碼器賠的譯瓦碼地斬址,塘譯碼圣輸出倒作為標擴展4個存塔儲器柔芯片久的片帥選信蟻號,P2.脂5、P2.瓜6、P2.賤7懸空箭。擴煙展連班線圖點如圖筋所示棒。采用咽譯碼徑器擴何展8K埋B存儲移器連低線圖6/炕25曾/2升02儀3這樣護得到爺四個咳芯片益的地按址分記配如笨表所饞示。譯碼虧方式拴地址零分配首表

P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2….P0地址范圍芯片100000000000….01….10000H---07FFH芯片200000000110….01….10800H---0FFFH芯片300000011000….01….11000H---17FFH芯片400000011110….01….11800H—1FFFH6/適25典/2宿02疤35程序紙存儲晶器(EP叨RO糾M)的平擴展1程序辦存儲霉器擴掛展使注用的煙典型乒芯片以2某76少4作包為單建片機宇程序芳存儲跌器擴許展的專典型膜芯片寺為例添進行儲說明1.劍2教76海4的瓣引線27譯64漸是一橋塊8栗K×冬8b位it莖的E段PR恨OM濃芯片秤,其目管腳奶圖如雹圖5薄.8姨所示·A12~A013遙位地青址信從號輸?shù)兹刖€奶,說獄明芯繡片的鍋容量貞為8墾K=俊213個單條元?!7~D08位全數(shù)據(jù)絞,表典明芯而片的譽每個搏存貯代單元材存放嚇一個餓字節(jié)駝(8膽位二嶺進制次數(shù))逝。·榜為輸宣入信尺號。濤當它步有效癢低電串平時幻玉,能岸選中票該芯下片,好故又煮稱為階選片簽信號袖?!ぴ贋閻炤敵鰞丛试S株信號掛。當率為椒低電做平時寇,芯軍片中括的數(shù)塵據(jù)可碼由D7~D0輸出階。·海為視編程散脈沖祥輸入精端。瘦當對肝EP道RO對M編陰程時婚,由送此加敬入編韻程脈腎沖。龍讀時廊為高筆電平份。6/么25詢/2楚02拳3EP稍RO咳M2櫻76坡4管腳顛圖6/妹25姿/2梳02膨32.途2巴76束4的目連接出使用圖為亡系統(tǒng)喝擴展適一片EP鋪RO汁M的最各小系假統(tǒng)。單片RO掘M擴展訪連線激圖6/傘25可/2鼠02異3存儲帝器映構(gòu)像分回析:分析寇存儲禽器在怪存儲??臻g廚中占產(chǎn)據(jù)的消地址越范圍厲,實叮際上檔就是活根據(jù)估連接畜情況榮確定嗚其最舒低地半址和狼最高箭地址臟。如擔圖所氏示,幼由于頓P2.珍7、P2.凳6、P2.海5的狀允態(tài)與浴27殼64辛芯片堆的尋抹址無蕩關,松所以耕P2.巨7、P2.帝6、P2.祝5可為摧任意御。從分00諷0到叫11玻1共袍有8繡種組詠合,境其2片76轉(zhuǎn)4芯慘片的混地址輝范圍圍是:最低稀地址綿:0挎00副0H顧(A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=戰(zhàn)0功00么0演0錄00揭0個0嶺00都0抽0裁00鳥0)最高斜地址照:F誓FF福FH殲(逮A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=×待××爬1哨11竟11追11禿11下11堂11荷)婦共照占用混了6彩4K億B的僑存儲鳳空間價。6/計25紫/2敏02脂38.污6數(shù)據(jù)蜜存儲鈔器的先擴展8.瞇6.懂1數(shù)據(jù)濟存儲法器的燦擴展以概述單片蒜機與獨數(shù)據(jù)綁存儲待器的冬連接絨方法珍和程盤序存材儲器駁連接羞方法粱大致外相同蛇,簡交述如成下:1.地址摔線的塊連接久,與仔程序舉存儲扣器連肉法相掃同。2.數(shù)據(jù)星線的迫連接若,與問程序再存儲浸器連凱法相崖同。3尿.控制澤線的圣連接纏,主笑要有導下列菌控制賺信號云:存儲交器輸勒出信善號和揪單片賭機讀脆信號閣相連盲即和秩P3.蹄7相連此。存儲龜器寫露信號銜和歲單片角機寫致信號顫相連攀即和廊P3.刪6相連膚。AL誘E:較其連漿接方鉛法與蔽程序接存儲湖器相迫同。6/含25春/2冒02筋38.米6.姐2數(shù)據(jù)工存儲本器擴矩展使飲用的慰典型壇芯片1.趟數(shù)據(jù)雷存儲狂器S皮RA將M芯恩片數(shù)據(jù)啊存儲鞭器擴態(tài)展常秀使用劑隨機楚存儲室器芯聲片,倆用的紅較多壤的是籠In帆te訂l公司塘的6扛11蓋6容喚量為負2K萌B和助62摘64缺容量原為8董KB嗓。下面良以6附26構(gòu)4芯礙片為訴例進酒行說骨明??稍撔旧髌牡饕獦艘_槽為:·A12~A013幣根地陶址線柄,說籮明芯鍵片的揭容量晴為8藏K=疲213個單壁元?!7~D08根協(xié)數(shù)據(jù)犬線鑄、C園E2洞為片甲選信敢號。濕當C蕩E為觸低電脾平,CE汽2為稿高電棵平時虛,選鹿中該牢芯片賀。·竄OE幅為輸紗出允觀許信脫號。當訓OE旁為低努電平煉時,蕩芯片血中的勾數(shù)據(jù)狀可由D7~D0輸出結(jié)?!吩E為俯數(shù)據(jù)哈寫信舍號。6/求25蠅/2敏02榆362來64管腳紫圖6/俘25籃/2創(chuàng)02橫32.巷數(shù)墻據(jù)存餓儲器柿擴展姜方法(1切)單片蹄數(shù)據(jù)思存儲爬器擴泳展80陰C5觸1與62粘64的連住接如樂表所轟示。80C516264P0經(jīng)鎖存器鎖存形成A0~A7A0~A7P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4A8~A12D0~D7D0~D76/溜25礎/2像02虧3數(shù)據(jù)汪存儲綢器擴約展的會硬件穿連接云如圖5.獵11所示擁。單片樹RA傲M擴彩展連鳴線圖6/斯25梨/2謝02摩3假如袋存儲扇器的災存儲毒器的向?qū)ぶ坟灴臻g員為0音00對0H吹~1律FF甚FH匙請問熊如何所連線端?6/拼25捎/2掀02盤36/劈燕25相/2泉02禿3編寫趟程序紋檢查們存儲緣瑞器是質(zhì)否正初常工密作MO上V襪DP蔬TR率,#流0F墳FF買FHMO賀V倍R1滴,#胃12羨8LO肉OP細1:畢MO元V巴R0紀,#童64LO皇OP鬧2:會I第NC球D兆PT鉗RMO顧V腐A,烏#0互FF型HMO鐘V緞@D戒PT按R,午ACJ朵NE佛A絞,#嘉0F需F,紛ER盒RO葛RDJ值NZ絨R抬0,常LO士OP拐2DJ腳NZ層R孤1,搞LO菊OP江1CL驚R拍PS皇W.遷5RE紗TER摔RO場R:撈S旬ET鐵B講PS默W.雕5RE誼T6/賄25風/2輕02蹲38.堆7倍L港ED趁顯示棟器及艘接口籃設計一、接LE別D顯倆示器眉結(jié)構(gòu)平和字刮段碼溫關系由發(fā)構(gòu)光二健極管頃組成吃,不度同的靠發(fā)光學段亮粱,可謀組成案不同企字型頑,電到流太粗大,含耗電既量大和,電累流太璃小,法發(fā)光犁度不柔夠,取一般役各管惕電流覺在1豬0m咬A較兔合適砌。6/悄25豆/2季02騙3LE劃D顯衛(wèi)示器睛結(jié)構(gòu)過(攏Li極gh罷t-錯Em鎮(zhèn)it族ti布ng臘D駛io蓋de絨)共陽才極共陰饒極外形破圖6/蛙25塑/2炒02序37段少LE椅D字哭型碼摔(段雙碼)顯示字形共陽極段選碼共陰極段選碼0123456789ABCDEF“滅”C0昂HF9期HA4飾HB0挖H99謹H92過H82喂HF8隊H80柱H90豎H88展H83然HC6眼HA1訊H86耕H8E移HFF外H3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H00H6/鐮25充/2猛02活3二、命LE礎D翻顯示圍器接趙口LE票D顯禽示器胞用于疲顯示雷工業(yè)喉控制即參數(shù)她、過幟程狀得態(tài)。1.飼L罵ED直數(shù)碼乞管共陰胞極L挑ED晶和共束陽極他LE捷D當L濾ED校字段憐引線吵與數(shù)戀據(jù)線瀉連接隱,每劣個顯杰示字儲形對以應一北個字灑形碼辭。COM

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