单片机课件 第8章
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单片机课件--第8章
（2）采用查询方式处理的程序 C语言程序： 语言程序： //包含特殊功能寄存器库 # include <reg51.h> //包含特殊功能寄存器库 sbit P1_0=P1^0; void main() { char i; TMOD=0x02; TH0=0x06;TL0=0x06; TR0=1; for(;;) { //查询计数溢出 if (TF0) { TF0=0;P1_0=! P1_0;} //查询计数溢出 } }
8051
RXD TXD P1.0
DATA CLK STB
C语言程序： 语言程序： # include <reg51.h> 特殊功能寄存器库 sbit P1_0=P1^0; void main() { unsigned char i,j; SCON=0x00; j=0x01;
//包含 //包含
for (; ;) { P1_0=0; SBUF=j; while (!TI) { ;} P1_0=1;TI=0; for (i=0;i<=254;i++) {;} j=j*2; if (j= =0x00) j=0x01; } }
系统监控通过外中断INT0来实现，这里就涉及多个中断源的处理， 系统监控通过外中断INT0来实现，这里就涉及多个中断源的处理，处 INT0来实现 理时往往通过中断加查询的方法来实现。多个中断源通过“线或” 理时往往通过中断加查询的方法来实现。多个中断源通过“线或”接于 INT0上 那么无论哪个中断源提出请求，系统都会响应中断，响应后， INT0上。那么无论哪个中断源提出请求，系统都会响应中断，响应后，进 入中断服务程序，在中断服务程序中通过对P1 P1口线的逐一检测来确定哪一 入中断服务程序，在中断服务程序中通过对P1口线的逐一检测来确定哪一 个中断源的提出了中断请求， 个中断源的提出了中断请求，进一步转到对应的中断服务程序入口位置执 行对应的处理程序。这里只针对PH<7 PH<7时的中断构造了相应的中断服务程序 行对应的处理程序。这里只针对PH<7时的中断构造了相应的中断服务程序 INT02，接通电磁阀延时1秒钟的延时子程序DELAY已经构造好了， DELAY已经构造好了 INT02，接通电磁阀延时1秒钟的延时子程序DELAY已经构造好了，只须调用 即可。 即可。
单片机-第8章 单片机的并行接口
1．8155的内部结构
图8-1 8155的内部结构
8155芯片各组成部分的作用：
双向数据总线缓冲器：用于缓冲存储单 片机与8155的RAM之间的读/写数据。 地址锁存器：用于锁存单片机送给8155 的端口地址或RAM单元地址。 地址译码器：用于对地址锁存器送来的 低3位地址进行译码，根据译码输出，选择 命令/状态寄存器、定时器/计数器或A、B 和C 3个I/O寄存器中的某一个工作。
命令寄存器和状态寄存器：命令寄存器存放 单片机送来的命令字，只能写入；状态寄存器 存放8155的状态字，只能读出。 定时器/计数器：是一个二进制14位的减法 计数器。计数器初值由单片机送入，由TIMER IN引脚上输入的脉冲实现减1计数控制，并根据 不同的计数输出方式从TIMER OUT引脚输出相 应的波形。作为定时器使用时，TIMER IN引脚 应输入频率恒定的周期脉冲。
读写控制器：根据和线上的信号，控制 单片机与8155之间所传信息的 读写。
RAM存储器：容量为256字节，用于存 放实时数据。存储器存储单元地址由地址 锁存器指定。
I/O寄存器：A、B和C 3个端口各有一 个I/O寄存器。其中A、B端口的I/O寄存器 为8位，用于存放外设的输入/输出数据；C 口的I/O寄存器为6位，用于存放输入/输出 数据或命令/状态信息。8155在某一时刻只 能选中某个I/O寄存器工作，这由单片机送 给8155的命令字决定。
PC1、PC2：C口工作方式设置位，设 置方法如表8-2所示。
P3口 的第二功能
P3口引脚 P3.0 名称 RXD 功 能 串行口输入
P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6
P3.7
TXD
INT0
最新单片机原理及应用C语言版8ppt课件
8.3.1 扩展存储器概述
存储器扩展的核心问题是存储器的编址问 题。所谓编址就是给存储单元分配地址。
由于存储器通常由多个芯片组成，为此存 储器的编址分为两个层次：
即存储器芯片的选择和存储器芯片内部存 储单元的选择。
8.3.1 扩展存储器概述
一、地址线的译码
存储器芯片的选择有两种方法：线选法和 译码法。
其中，G1、G2A、G2B为控制端。只有 当G1为“1”，且G2A、G2B均为“0”时，译 码器才能进行译码输出。否则译码器的8个 输出端全为高阻状态。
译码输入端与输出端之间的译码关系如 表8-1所示。
8.3.1 扩展存储器概述
表8-1 74LS138的译码关系 CBA编码 000 001 010 011 100 101 110 111 输出有效位 Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7
8.3 扩展并行数据存储器
数据存储器即随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），用于存放可随时 修改的数据信息。
单片机使用的主要是静态RAM。 MCS-51系列单片机片外数据存储器的空 间可达64KB，而片内数据存储器的空间只 有128B或256B。如果片内的数据存储器不 够用时，则需进行数据存储器的扩展。
+5V
P0.0
D0 Q0
P0.1
D1 Q1
P0.2
D2 Q2
P0.3
D3 Q3
P0.4
D4 Q4
P0.5
D5 Q5
P0.6
D6 Q6
P0.7
D7 Q7
LE VCC
89C52
74HC244
Q0 D0
+
WR P2.0 RD
单片机课件第八章
AT89S51单片机的串行接口有4种工作模式，可通过对SCON中的SM0、
SM1位的设置选择。
1.工作方式0 在方式0下，串行口的SBUF是作为同步移位寄存器使用的。在串行口发送时，
“SBUF(发送)”相当于一个并入串出的移位寄存器，由AT89S51单片机的内
部总线并行接收8位数据，并从TXD线串行输出；在接收操作时，“SBUF （接收）”相当于一个串入并出的移位寄存器，从RXD线接收一帧串行数据， 并把它并行地送入内部总线。在方式0下，SM2、RB8和TB8均不起作用，它 们通常均应设置为“0”状态。
有一根通信传输线，所以每次只能从一方传输给另一方，要改变传输方向时，必须通过电子 模拟开关互相切换，即由一方的接收切换成发送，另一方由发送切换成接收状态，然后才能 进行反方向数据信息的传输。其优点是节省了一根通信传输线，其缺点是显而易见的。
半双工通信方式只用一根通信传输线进行数据信息的接收或发送，其通信的
数据缓冲寄存器SBUF用于保存要发送的数据或者从串口接收到的数据，
CPU执行写 MOV SBUF,A指令便开始触发串口数据的发送。SBUF便一位一
位地发送数据，发送完成后置标志TI=1；在CPU允许接收串行数据的时，外 部串行数据经RXD送入SBUF时，电路便自动启动接收，第9位则装入SCON
2SMOD 定时器T1的溢出率 方式 1 波特率= 32
图 8-3 方式 1 帧格式
发送操作是在TI=0时，执行MOV SBUF，A指令后开始，然后发送电路自动
在8位发送字符前后分别添加1位起始位和停止位，并在移位脉冲作用下在
TXD线上依次发送一帧信息，发送完后自动维持TXD线为高电平。TI也由硬 件在发送停止位时置位，并通知CPU数据发送已经结束，可以发送下一帧数 据。
单片机第八章课件
• 存储器可由用户按规定的方法多次编程，如编程之后想修改，可用紫外线 灯制作的擦抹器 照射15分钟左右，芯片中的信息被擦除，成为一块“干净” 的EPROM，可再次写入信 息。
存储器的扩展
存储器的扩展
ROM 只读内存（Read-Only Memory）
E2PROM:电擦除的 PROM,或称 EEPROM(Electrically Erasable PROM)，
接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要完成一些其它工作，如处 理内部中断服务等，可能无法立刻接收下一个字节，这时接收器件可以将 SCL线拉成低电平，从而使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下 一个字节时，再释放SCL线使之为高电平，从而使数据传送可以继续进行。
I2C
有效传送
I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线 上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平 期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
I2C
二、典型信号模拟子程序
（4）读一个字节 uchar readbyte() {
I2C
特征
1、只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟 线SCL；
2、每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的 简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主 机接收器；
3、它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始 化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏；
c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始 信号和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写 方向位正好反相。
I2C 总线的寻址 I2C总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字节 （寻址字节是起始信号后的第一个字节）。 （1）寻址字节的位定义
存储器的扩展
存储器的扩展
ROM 只读内存（Read-Only Memory）
E2PROM:电擦除的 PROM,或称 EEPROM(Electrically Erasable PROM)，
接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要完成一些其它工作，如处 理内部中断服务等，可能无法立刻接收下一个字节，这时接收器件可以将 SCL线拉成低电平，从而使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下 一个字节时，再释放SCL线使之为高电平，从而使数据传送可以继续进行。
I2C
有效传送
I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线 上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平 期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
I2C
二、典型信号模拟子程序
（4）读一个字节 uchar readbyte() {
I2C
特征
1、只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟 线SCL；
2、每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的 简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主 机接收器；
3、它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始 化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏；
c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始 信号和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写 方向位正好反相。
I2C 总线的寻址 I2C总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字节 （寻址字节是起始信号后的第一个字节）。 （1）寻址字节的位定义
8单片机原理及应用(第八章串行通信)PPT课件
数据帧（一帧数据）：包含起始位（“0”电平）、数据位、 奇偶校验位、停止位（“1”电平）等组成。
2
异步通信中接收和发送双方必须（至少）有两项设定： （1）帧格式确定（帧字符长度） 如ASCII帧（字符）为10位。数据位7位，起始位、校验位、 停止位各一位。 （2）波特率的设定 波特率：每秒传输的位。 如120字符（帧）/秒，每帧数据10位，则传输速率为1200 波特率。
9
8-2-2 串行通信控制寄存器
与串行通信有关的寄存器共有三个。 1）串行控制寄存器SCON
位地址 9F
9E
9D
9C
9B
9A
位符号 SM 0 SM 1 SM 2 REN TB 8 RB 8
99 98 TI RI
字节地址：98H
10
各位功能说明： 1）SM0、SM1—串行口工作方式选择位
SM 0 SM 1 00 01 10 11
15
2) 电源控制寄存器PCON （波特率倍增控制寄存器）
字节地址：87H
位序
7
6
5
4
3
2
1
0
位符号 SMOD /
/
/
GF 1
GF0
PD IDL
SMOD=1，串行口波特率加倍； SMOD=0，波特率正常。 系统复位时，SMOD=0。 PCON不可以进行位寻址。
16
中断允许控制寄存器（IE）
位地址 AF
2）格式信息的插入和滤除 格式信息：异步通信格式中，启始位、奇偶校验位、停止位等。 串化过程：将格式信息插入，和数据位一起构成完整数据帧。 反串化过程：滤除格式信息，保留数据位。
3）错误检验 检验数据通信过程是否正确。
6
8-2 MCS-51单片机串行通信
2
异步通信中接收和发送双方必须（至少）有两项设定： （1）帧格式确定（帧字符长度） 如ASCII帧（字符）为10位。数据位7位，起始位、校验位、 停止位各一位。 （2）波特率的设定 波特率：每秒传输的位。 如120字符（帧）/秒，每帧数据10位，则传输速率为1200 波特率。
9
8-2-2 串行通信控制寄存器
与串行通信有关的寄存器共有三个。 1）串行控制寄存器SCON
位地址 9F
9E
9D
9C
9B
9A
位符号 SM 0 SM 1 SM 2 REN TB 8 RB 8
99 98 TI RI
字节地址：98H
10
各位功能说明： 1）SM0、SM1—串行口工作方式选择位
SM 0 SM 1 00 01 10 11
15
2) 电源控制寄存器PCON （波特率倍增控制寄存器）
字节地址：87H
位序
7
6
5
4
3
2
1
0
位符号 SMOD /
/
/
GF 1
GF0
PD IDL
SMOD=1，串行口波特率加倍； SMOD=0，波特率正常。 系统复位时，SMOD=0。 PCON不可以进行位寻址。
16
中断允许控制寄存器（IE）
位地址 AF
2）格式信息的插入和滤除 格式信息：异步通信格式中，启始位、奇偶校验位、停止位等。 串化过程：将格式信息插入，和数据位一起构成完整数据帧。 反串化过程：滤除格式信息，保留数据位。
3）错误检验 检验数据通信过程是否正确。
6
8-2 MCS-51单片机串行通信
单片机应用第8章PPT课件
19
第8章 接口技术
程序说明： (1)本例接口电路是以软件为主的接口电路,显示数 据有6位,每位数码管对应1位有效显示数据。 (2)由程序可知,由于数码显示器的低位(最右边的位) 显示的是显示缓冲区中的低地址单元中的数，因此数 在显示缓冲区中存放的次序为低地址单元存低位,高地 址单元存高位。 (3)在动态扫描显示过程中,每位数码管的显示时间 约1ms,这由调用延时1ms子程序DELY来实现。
12
第8章 接口技术
图6―22 8155作6位LED显示器接口的电路
13
8.1.3 LED数码显示器的显示方法
第8章 接口技术
对于多位数码显示器来说,为了简化线路、降低成本, 往往采用以软件为主的接口方法,即不使用专门的硬件译 码器,而采用软件程序进行译码。如前所述,由于各位数码 管的显示段码是互相并联的,因此在同一时刻只能显示同 一种字符。对于这种接口电路来说,其显示方法有静态显 示和动态显示两种。
16
第8章 接口技术
下面介绍一种动态扫描显示子程序：
DIR: MOV R0,＃7AH
;指向显示缓冲区首址
MOV R3,＃01H
;从右边第1位开始显示
MOV A,＃00H
;取全不亮位控字
MOV R1,＃BITPORT ;指向位控口
MOVX @R1,A
;瞬时关显示
LD1: MOV A,@R0
;取出显示数据
A,R3
;取位控字
@R1,A
;输出位控字
DELY
;延时1ms
R0
;指向下一个缓冲单元
A.5,LD2
;已到最高位则转返回
A
;不到,向显示器高位移位
R3,A
;保存位控字
第8章 接口技术
程序说明： (1)本例接口电路是以软件为主的接口电路,显示数 据有6位,每位数码管对应1位有效显示数据。 (2)由程序可知,由于数码显示器的低位(最右边的位) 显示的是显示缓冲区中的低地址单元中的数，因此数 在显示缓冲区中存放的次序为低地址单元存低位,高地 址单元存高位。 (3)在动态扫描显示过程中,每位数码管的显示时间 约1ms,这由调用延时1ms子程序DELY来实现。
12
第8章 接口技术
图6―22 8155作6位LED显示器接口的电路
13
8.1.3 LED数码显示器的显示方法
第8章 接口技术
对于多位数码显示器来说,为了简化线路、降低成本, 往往采用以软件为主的接口方法,即不使用专门的硬件译 码器,而采用软件程序进行译码。如前所述,由于各位数码 管的显示段码是互相并联的,因此在同一时刻只能显示同 一种字符。对于这种接口电路来说,其显示方法有静态显 示和动态显示两种。
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第8章 接口技术
下面介绍一种动态扫描显示子程序：
DIR: MOV R0,＃7AH
;指向显示缓冲区首址
MOV R3,＃01H
;从右边第1位开始显示
MOV A,＃00H
;取全不亮位控字
MOV R1,＃BITPORT ;指向位控口
MOVX @R1,A
;瞬时关显示
LD1: MOV A,@R0
;取出显示数据
A,R3
;取位控字
@R1,A
;输出位控字
DELY
;延时1ms
R0
;指向下一个缓冲单元
A.5,LD2
;已到最高位则转返回
A
;不到,向显示器高位移位
R3,A
;保存位控字
第8章 几种典型的单片机
态锁存器将复用的地址与数据信号分离(见图8―7)，这
样就可获得扩展外存与外设所需的全部总线信号。
第8章 几种典型的单片机
图8―7 8098系统总线形成电路
第8章 几种典型的单片机
4. 芯片配置寄存器CCR
为了使外接电路尽可能简化，8098提供了多种总 线控制方式与就绪控制方式，以便使用户可以有选择 地定义总线控制信号及选择插入总线周期中等待状态 周期数。这些方式的选择取决于CCR的设置。 CCR是1个独立于SFR的重要寄存器，它不能直接 寻址。当系统复位时，片内RAM2018H单元中的芯片 配置字节被自动送入到CCR中。CCR的数据格式如图
ROM/EPROM的8098、带8KB片内掩膜ROM的8398及 带8KB片内EPROM的8798。
1.内部结构
8098单片机内部结构如图8―1所示。它包含16位
CPU、片内8KBROM/EPROM(8398或8798)、高速输入
/输出(HSI/HSO)口、4个多用途I/O口、全双工串行口、 4路10位A/D转换器、脉宽调制(PWM)器、1个16位
第8章 几种典型的单片机
·P0口4位高输入阻抗端口,可作为数字量输入口(4
位 P0.4~P0.7) ， 也 可 作 为 模 拟 量 输 入 口 (4 路 ACH4~ACH7)。无论用P0口作数字输入还是模拟输入， 都应通过VREF向P0口提供电源。 ·P2口4位多功能口,可作为数据输入/输出口(P2.0、 P2.1、P2.2、P2.5)，还可用作其他控制(P2.0可用作串 口发送端TXD，P2.1可用作串口接收端RXD，P2.2可 用 作 外 中 断 输 入 端 EXTINT ， P2.5 可 用 作 脉 宽 调 制
第8章 几种典型的单片机
第8章单片机经典课件
第八章 单片机系统扩展
2．单片机总线驱动扩展
在单片机扩展应用中，由于CPU是通过总线与数片存储 器芯片及若干个I/O接口芯片相连接的，而且这些芯片可能 是TTL器件，也可能是CMOS器件，所以当构成系统时， CPU总线能否支持其负载是必须考虑的问题。当CPU总线上 连接的器件均为CMOS器件且数量不多时，因为CMOS器件 功耗低，所以一般不会超载。当总线上连接的器件使CPU超 载时，就应该考虑总线的驱动问题。这时需在总线上增加缓 冲器和驱动器，以增加CPU总线的带负载能力。
源有关，所以我们这里主要针对高速CMOS电路进行讨论。
第八章 单片机系统扩展 表8-1 TTL、CMOS电路的输入、输出特性参数
电路种类 参数名称 VOH(min)/V VOL(max)/V IOH(max)/mA IOL(max)/mA VIH(min)/V VIL(max)/V IIH(max)/A IIL(max)/mA TTL 74 系列 2.4 0.4 -0.4 16 2 0.8 40 -1.6 TTL 74LS 系列 2.7 0.5 -0.4 8 2 0.8 20 -0.4 CMOS* 4000 系列 4.6 0.05 -0.51 0.51 3.5 1.5 0.1 -0.1× -3 10 高速 CMOS 74HC 系列 4.4 0.1 -4 4 3.5 1 0.1 -0.1× -3 10 高速 CMOS 74HCT 系列 4.4 0.1 -4 4 2 0.8 0.1 -0.1× -3 10
第八章 单片机系统扩展
虽然都是MCS-51系列单片机，但各个厂家采用的生产
工艺不同(TTL或CMOS)，产品不同，端口不同，驱动的外 部负载电路不同，则带负载能力也不一样。在设计单片机外 围扩展电路时都要考虑其是否能驱动所有负载正常工作。特 别是外围扩展电路较多时，更要考虑这一问题。在实际系统 设计中，首先要详细了解所用芯片的电气指标(高、低电平， 输入、输出电流等)，如果是TTL和CMOS电路混合系统，不 但要考虑电流，还要考虑电平。然后，根据指标要求，考虑 单片机是否能驱动所要扩展的所有外围电路，如果不行，则 需要进行驱动扩展。
单片机第八章 AT89系列单片机系统的扩展z1
#2存储器端口地址：A=1（P2.6=1），B=0（P2.7=0） ，C=0：选中#2存储器，所以#2存储器的端口地址为： 4000H～7FFFH。
8.2.3 数据存储器的扩展
1．数据存储器概述 数据存储器即随机存取存储器，用于存放可随时修改的
数据信息。它与ROM不同，对RAM可以进行读、写两种操作 。RAM为易失性存储器， 断电后所存信息立即消失。
2
2．片内无程序存储器的最小应用系统 片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时，必须 在片外扩展程序存储器。 由于一般用做程序存储器的 E2PROM芯片不能锁存地址，故扩展时还应加一个地址 锁存器，构成一个三片最小系统，如图8-1b所示。该 图中74LS373为地址锁存器，用于锁存低8位地址。
3
8.1.2 系统扩展的内容与方法
IN改数据指针
DJNZ R7, AGAIN ; 判断数据是否传送完成
RET
END
26
【C51程序】：
#include <AT89X51.h>
#include <absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
11
图8-5 74LS138管脚图
图8-6 74LS138的译码关系
12
8.2存储器的扩展
8.2.1 存储器扩展概述 AT89S系列单片机具有64 KB的程序存储器空间， 其中 AT89S51单片机含有4 KB 的片内程序存储器。当单片机程 序超过4 KB时，就需要进行程序存储器的扩展。
AT89S系列单片机的数据存储器与程序存储器的地址空 间是互相独立的，其片外数据存储器的空间可达64 KB， 而片内的数据存储器空间只有128 B。如果片内的数据存 储器不够用时，则需进行数据存储器的扩展。
8.2.3 数据存储器的扩展
1．数据存储器概述 数据存储器即随机存取存储器，用于存放可随时修改的
数据信息。它与ROM不同，对RAM可以进行读、写两种操作 。RAM为易失性存储器， 断电后所存信息立即消失。
2
2．片内无程序存储器的最小应用系统 片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时，必须 在片外扩展程序存储器。 由于一般用做程序存储器的 E2PROM芯片不能锁存地址，故扩展时还应加一个地址 锁存器，构成一个三片最小系统，如图8-1b所示。该 图中74LS373为地址锁存器，用于锁存低8位地址。
3
8.1.2 系统扩展的内容与方法
IN改数据指针
DJNZ R7, AGAIN ; 判断数据是否传送完成
RET
END
26
【C51程序】：
#include <AT89X51.h>
#include <absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
11
图8-5 74LS138管脚图
图8-6 74LS138的译码关系
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8.2存储器的扩展
8.2.1 存储器扩展概述 AT89S系列单片机具有64 KB的程序存储器空间， 其中 AT89S51单片机含有4 KB 的片内程序存储器。当单片机程 序超过4 KB时，就需要进行程序存储器的扩展。
AT89S系列单片机的数据存储器与程序存储器的地址空 间是互相独立的，其片外数据存储器的空间可达64 KB， 而片内的数据存储器空间只有128 B。如果片内的数据存 储器不够用时，则需进行数据存储器的扩展。
单片机课件8 单片机的存储器的扩展
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
MCS-51单片机的地址总线为16位，它的存储器最大的 扩展容量为216，即64K个单元。
2013-6-27
单片机原理及其应用
20
8.3 程序存储器扩展
8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序
（一） 外部程序存储器扩展使用的控制信号
（1）EA——用于片内、片外程序存储器配置， 输入信号。当EA=0时，单片机的程序存储器全部为扩 展的片外程序存储器；当EA=1 时，单片机的程序存 储器可由片内程序存储器和片外程序存储器构成，当 访问的空间超过片内程序存储器的地址范围时，单片 机的CPU自动从片外程序存储器取指令。 （2）ALE——用于锁存P0口输出的低8位地址。 （3）PSEN ——单片机的输出信号，低电平时， 单片机从片外程序存储器取指令；在单片机访问片内 2013-6-27 单片机原理及其应用 程序存储器时，该引脚输出高电平。
2013-6-27 单片机原理及其应用 11
8.2 半导体存储器
8.2.2 只读存储器 只读存储器（Read Only Memory，ROM），ROM 一般用来存储程序和常数。ROM是采用特殊方式写入 的，一旦写入，在使用过程中不能随机地修改，只能从 其中读出信息。与RAM不同，当电源掉电时，ROM 仍 能保持内容不变。在读取该存储单元内容方面，ROM 和RAM相似。只读存储器有掩膜ROM、PROM、EPROM、 E2PROM（也称EEPROM）、Flash ROM等。它们的区 别在于写入信息和擦除存储信息的方式不同。
MCS-51单片机的地址总线为16位，它的存储器最大的 扩展容量为216，即64K个单元。
2013-6-27
单片机原理及其应用
20
8.3 程序存储器扩展
8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序
（一） 外部程序存储器扩展使用的控制信号
（1）EA——用于片内、片外程序存储器配置， 输入信号。当EA=0时，单片机的程序存储器全部为扩 展的片外程序存储器；当EA=1 时，单片机的程序存 储器可由片内程序存储器和片外程序存储器构成，当 访问的空间超过片内程序存储器的地址范围时，单片 机的CPU自动从片外程序存储器取指令。 （2）ALE——用于锁存P0口输出的低8位地址。 （3）PSEN ——单片机的输出信号，低电平时， 单片机从片外程序存储器取指令；在单片机访问片内 2013-6-27 单片机原理及其应用 程序存储器时，该引脚输出高电平。
2013-6-27 单片机原理及其应用 11
8.2 半导体存储器
8.2.2 只读存储器 只读存储器（Read Only Memory，ROM），ROM 一般用来存储程序和常数。ROM是采用特殊方式写入 的，一旦写入，在使用过程中不能随机地修改，只能从 其中读出信息。与RAM不同，当电源掉电时，ROM 仍 能保持内容不变。在读取该存储单元内容方面，ROM 和RAM相似。只读存储器有掩膜ROM、PROM、EPROM、 E2PROM（也称EEPROM）、Flash ROM等。它们的区 别在于写入信息和擦除存储信息的方式不同。
单片机原理与接口技术(第8章)
第8章 单片机的系统扩展
◆ 8282是一种带有三态输出缓冲的8位锁存器，其引脚说明 如下：
D0~D7：为8位数据输入端。 Q0~Q7：为8位数据输出端。 STB：数据输入锁存选通信号，高电平有效。当该信号 为高电平时，外部数据选通到内部锁存器，负跳变时，数据 锁存。 OE：数据输出允许信号，低电平有效。当该信号为低电 平时，锁存器中数据输出到数据输出线；当该信号为高电平 时，输出线为高阻态。
译码法可分为全部译码法、部分译码法。 全部译码法：是把P0口、P2口都接到译码器和芯片的地 址线上，其优点是可以充分利用单片机提供的扩展空间，连 接的存储器容量较大。
第8章 单片机的系统扩展
部分译码法：是将高位地址的一部分连接到译码器中进行 译码，高位地址的另外部分可以不连在译码器上，而作为通 用的I/O口使用。
简称DRAM（Dynamic RAM），具有容量大、功耗低、价 格便宜等优点，对外界环境、工艺结构、控制逻辑和电源质 量等的要求都很高。
存储器芯片有2816/2817（8KB×8），最大存取时间为 200ns，+5V供电，采用HMOS-D2工艺制造，其内部含有动态 刷新电路。
第8章 单片机的系统扩展
① P2口专门用于输出PCH的内容，因有锁存功能，可直 接与外部存储器的地址相连。
② P0口除了输出PCL中的地址外，还要传输从程序存储 器过来的指令代码，这就必须用ALE信号锁存PCL。
第8章 单片机的系统扩展
③ 在每个机器周期中，允许地址锁存信号ALE两次有效， 且在下降沿时锁存PCL。对来说，也是每个机器周期两次有效。 ◆所取指令是MOVX时
当ALE信号由高变低时，低8位地址被锁存到锁存器中并 向外部地址总线输出，该地址信号和P2口的高8位地址共同 组成16位地址。直到ALE信号再次变高，锁存器的地址才会 发生改变。
单片机基础(第3版——第8章
利用串行工作方式0, 加上“并入串出”或“串入并出” 芯片的配合, 80C51的串行口可实现数据的并行输入
/输出。 方式0实现数据并行输入/输出“并入串出”芯片 （74165）用于பைடு நூலகம்并行输入数据通过移位形成位串, 传送
给串行口；而“串入并出”芯片（74164）则接收串 行口的串行数据, 通过移位形成8位并行数据输 出。
80C51串行口寄存器结构
8.2.2 串行口控制机制
80C51串行口通过控制寄存器、中断功能和波特率设置实现串行通 信控制。
1.串行口控制寄存器（SCON）－98H
■ SM0、SM1——串行口工作方式选择位。其状态组合所对应的 工作方式为:
■ SM0SM1＝00，工作方式0；SM0SM1＝01，工作方式1； SM0SM1＝10，工作方式2；SM0SM1＝11，工作方式3。
工作方式0时, 移位操作(串入或串出)的波特率是固定的, 为单片机晶振频率的1/12, 若晶振频率用fosc表示, 则波特率＝fosc/12。按此波特率的一个机器周期进行 一次移位, 若fosc＝6 MHz, 则波特率为500 kb/s, 即 2 μs移位一次。
利用串行口方式0实现数据并行输入/输出
8.3.3 串行工作方式2 和3
串行工作方式2和3都是11位为一帧的串行通信方式, 即 1个起始位、9个数据位和1个停止位。
在这两种工作方式下, 字符还是8个数据位, 只不过增 加了一个第9数据位(D8）, 它是一个可编程位, 其 功能由用户设定。
在发送数据时, 应予先在串行口控制寄存器SCON的 TB8 位中把第9个数据位的内容准备好。
单片机基础（第3版）
第8章 80C51单片机串行通信
1. 串行通信基础知识 2. 80C51串行口 3. 80C51串行口工作方式 4. 串行通信数据传输速率 5. 串行通信应用
/输出。 方式0实现数据并行输入/输出“并入串出”芯片 （74165）用于பைடு நூலகம்并行输入数据通过移位形成位串, 传送
给串行口；而“串入并出”芯片（74164）则接收串 行口的串行数据, 通过移位形成8位并行数据输 出。
80C51串行口寄存器结构
8.2.2 串行口控制机制
80C51串行口通过控制寄存器、中断功能和波特率设置实现串行通 信控制。
1.串行口控制寄存器（SCON）－98H
■ SM0、SM1——串行口工作方式选择位。其状态组合所对应的 工作方式为:
■ SM0SM1＝00，工作方式0；SM0SM1＝01，工作方式1； SM0SM1＝10，工作方式2；SM0SM1＝11，工作方式3。
工作方式0时, 移位操作(串入或串出)的波特率是固定的, 为单片机晶振频率的1/12, 若晶振频率用fosc表示, 则波特率＝fosc/12。按此波特率的一个机器周期进行 一次移位, 若fosc＝6 MHz, 则波特率为500 kb/s, 即 2 μs移位一次。
利用串行口方式0实现数据并行输入/输出
8.3.3 串行工作方式2 和3
串行工作方式2和3都是11位为一帧的串行通信方式, 即 1个起始位、9个数据位和1个停止位。
在这两种工作方式下, 字符还是8个数据位, 只不过增 加了一个第9数据位(D8）, 它是一个可编程位, 其 功能由用户设定。
在发送数据时, 应予先在串行口控制寄存器SCON的 TB8 位中把第9个数据位的内容准备好。
单片机基础（第3版）
第8章 80C51单片机串行通信
1. 串行通信基础知识 2. 80C51串行口 3. 80C51串行口工作方式 4. 串行通信数据传输速率 5. 串行通信应用
(单片机完整课件PPT)第八章
ห้องสมุดไป่ตู้
8.2 存储器扩展
8.2.1 存储器介绍 1．非易失性存储器 ROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory。 EPROM—Erasable Programmable Read Only Memory 紫外线可擦除只读存储器。 2．易失性存储器 SRAM静态随机存储器容量小，硬件电路设计简单。 DRAM动态随机存储器容量大，硬件电路设计复杂，成本 低。 3．特殊存储器 双端口RAM、先进先出RAM（FIFORAM）
8.2.4 程序存储器EPROM的扩展 采用只读存储器，非易失性。 （1）掩膜ROM 在制造过程中编程。成本较高，因此只适合于 大批量生产。 （2）可编程ROM（PROM） 用独立的编程器写入。但PROM只能写入一次， 且不能再修改。
（3）EPROM 电信号编程，紫外线擦除的只读存储器芯片。 （4）E2PROM（ EEPROM） 电信号编程，电信号擦除的ROM芯片。读写操作与RAM 几乎没有什么差别，只是写入的速度慢一些。但断 电后能够保存信息。 （5）Flash ROM 又称闪烁存储器，简称闪存。大有取代E2PROM的趋势。 8.2.4.1 常用EPROM芯片介绍
8.2.2 存储器扩展方法
1、数据线与数据线相连：8根线直接连 2、地址线与地址线相连：地址空间分配问题 3、控制线与控制线相连
RAM芯片：读写控制引脚，记为OE和WE ，与 MCS-51的RD和WR相连。 EPROM芯片：只能读出，故只有读出引脚，记为 OE，该引脚与MCS-51的PSEN相连。
1. 线选法 直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片（或I/O接 口芯片）的片选信号。 优点：电路简单，不需要地址译码器硬件，体积 小，成本低。 缺点：可寻址的器件数目受到限制，地址空间不连 续，地址重叠（不唯一）。 例 某一系统，需要外扩8KB的EPROM（2片2732），4KB 的RAM（2片6116），这些芯片与MCS-51单片机地址 分配有关的地址线连线，电路如下图。
8.2 存储器扩展
8.2.1 存储器介绍 1．非易失性存储器 ROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory。 EPROM—Erasable Programmable Read Only Memory 紫外线可擦除只读存储器。 2．易失性存储器 SRAM静态随机存储器容量小，硬件电路设计简单。 DRAM动态随机存储器容量大，硬件电路设计复杂，成本 低。 3．特殊存储器 双端口RAM、先进先出RAM（FIFORAM）
8.2.4 程序存储器EPROM的扩展 采用只读存储器，非易失性。 （1）掩膜ROM 在制造过程中编程。成本较高，因此只适合于 大批量生产。 （2）可编程ROM（PROM） 用独立的编程器写入。但PROM只能写入一次， 且不能再修改。
（3）EPROM 电信号编程，紫外线擦除的只读存储器芯片。 （4）E2PROM（ EEPROM） 电信号编程，电信号擦除的ROM芯片。读写操作与RAM 几乎没有什么差别，只是写入的速度慢一些。但断 电后能够保存信息。 （5）Flash ROM 又称闪烁存储器，简称闪存。大有取代E2PROM的趋势。 8.2.4.1 常用EPROM芯片介绍
8.2.2 存储器扩展方法
1、数据线与数据线相连：8根线直接连 2、地址线与地址线相连：地址空间分配问题 3、控制线与控制线相连
RAM芯片：读写控制引脚，记为OE和WE ，与 MCS-51的RD和WR相连。 EPROM芯片：只能读出，故只有读出引脚，记为 OE，该引脚与MCS-51的PSEN相连。
1. 线选法 直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片（或I/O接 口芯片）的片选信号。 优点：电路简单，不需要地址译码器硬件，体积 小，成本低。 缺点：可寻址的器件数目受到限制，地址空间不连 续，地址重叠（不唯一）。 例 某一系统，需要外扩8KB的EPROM（2片2732），4KB 的RAM（2片6116），这些芯片与MCS-51单片机地址 分配有关的地址线连线，电路如下图。
2019年单片机8-2.ppt
+5V 40 VCC 19 XTAL1 XTAL2
20 VSS 1 +5V
P1.0 74LS373
18
～
P1.7 P2.0 8 21
+5V
VCC GND D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 G OE
VCC VPP CE GND
+5V
9 31
二、系统扩展的实现
以P0口作地址/数据总线 以P2口的口线作高位地址线 控制信号线 其中包括： ① ALE ② /PSEN ③ /EA ④ /RD和/WR
§8.2 扩展程序存储器
一、访问片外程序存储器的操作时序
1、访问程序存储器的控制信号 （1）ALE （2）/PSEN （3）/EA 2、操作时序 （1）应用系统中无片外RAM，如图8-4（a） （2）应用系统中接有片外RAM，如图8-4（b）
PCL 输出
指令 输入
PCL输出有效
数据地址（低8位） 输出有效
PCL输出有效
（ b）
图8-4 8051访问片外RAM操作时序图
RET
由图8-4(b)可以看出：
（1）将ALE用作定时脉冲输出时，执行一次MOVX指令会 丢失一个脉冲。 （2）只有执行MOVX指令时的第二个机器周期期间，地址 总线才由数据存储器使用。
静态（SRAM）和 动态（DRAM）两种。
一、常用的数据存储器芯片
静态RAM，只要电源加上，所存信息就能可靠保存。
动态RAM使用的是动态存储单元，需要不断进行刷新以
便周期性地再生，才能保存信息。 动态RAM的集成密度大，集成同样的位容量，动态只
RAM所占芯片面积只是静态RAM的四分之一。此外动态
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按功能把系统总线分为三组： 1.地址总线（Adress Bus,简写AB） 2.数据总线 (Data Bus，简写DB) 3.控制总线（Control Bus，简写CB）
8.2.2 构造系统总线
地址锁存器74LS373
1. 以P0口作为低8位地址/数据总线。 2．以P2口的口线作高位地址线。 3.控制信号线。 *ALE —— 低8位地址锁存信号。 *PSEN*—— 扩展程序存储器读选通信号。 *EA* —— 内外程序存储器选择信号。 *RD*和WR* —— 扩展RAM和I/O口的读选通、 写选通信号。
MCS-51单片机读写片外数据存储器中的内容， 除用MOVX A,@DPTR和MOVX @DPTR,A外，还可使 用MOVX A,@Ri和MOVX @Ri,A。这时通过P0口输 出Ri中的内容（低8位地址），而把P2口原有 的内容作为高8位地址输出。
例8-4 将程序存储器中以TAB为首址的32个单元的 内容依次传送到外部RAM以7000H为首地址的区域去。 DPTR指向标号TAB的首地址。R0既指示外部RAM的地 址，又表示数据标号TAB的位移量。本程序的循环次数 为32，R0的值：0～31，R0值达到32就结束循环。
ALE
+5V
A B C G2A G2B G1
AD0~AD7
PA
PB
Y2 Y1 Y0
RD WE CE
8155 PC
P1.0
IO/ M
线选法和地址译码法 1. 线选法 直接用系 统的高位地址 线作RAM芯 片的片选信号。
例: 外扩8KB EPROM （2片2732） 4KB RAM （2片6116）
2732:4KB ROM，12根地址线A0～A11，1根片选线 6116:2KB RAM，11根地址线A0～A10，1根片选线 片选端低电平有效 地址范围： 2732（1）的地址范围：7000H～7FFFH; 2732（2）的地址范围: B000H～BFFFH; 6116（1）的地址范围：E800H～EFFFH; 6116（2）的地址范围：D800H～DFFFH。 线选法特点
方法2： 用DPTR作为数据区地址指针，但不使用字节计 数器，而是比较特征地址。 MOV DPTR，#5000H CLR A LOOP： MOVX @DPTR，A INC DPTR MOV R7，DPL CJNE R7，#0，LOOP ；与末地址+1比较 HERE： SJMP HERE
8.6 EPROM和RAM的综合扩展 8.6.1 综合扩展的硬件接口电路 例8-2 采用线选法扩展2片8KB的RAM和2片8KB的 EPROM, RAM选6264，EPROM选2764。
例: 要扩8片8KB的RAM 6264，如何通过74LS138把64KB空 间分配给各个芯片？
采用全地址译码方式，单片机发地址码时，每次只能选 中一个存储单元。同类存储器间不会产生地址重叠的问题。
• 如果用74LS138把64K空间全部划分为每块 4KB，如何划分？
8.3.3 外部地址锁存器
PSEN P2.2--P2.0
3. 使用多片EPROM的扩展电路 扩展4片27128。
8.5 静态数据存储器的扩展 8.5.1 常用的静态RAM（SRAM）芯片 典型型号有:6116、6264、62128、62256。+5V电源供电，双列直 插，6116为24引脚封装，6264、62128、62256为28引脚封装。 各引脚功能如下: A0～A14：地址输入线。 D0～D7：双向三态数据线。 CE*： 片选信号输入。对于6264芯片，当CS为高电平,且CE* 为低电平时才选中该片。 OE*： 读选通信号输入线。 WE*： 写允许信号输入线，低电平有效。 Vcc： 工作电源+5V GND： 地 有读出、写入、维持三种工作方式，操作控制如表8-6(P181)。
8.4.1 常用EPROM芯片介绍 典型芯片是27系列产品，例如， 2764 （8KB×8） 27128（16KB×8） 27256（32KB×8） 27512（64KB×8） “27”后面的数字表示其位存储容量。 扩展程序存储器时，应尽量用大容量的芯片。
1.常用的EPROM芯片 电气参数见表8-4（P123）。引脚如下图。 引脚功能如下： A0～A15：地址线引脚。数目决定存储容量。 D7～D0：数据线引脚 CE*： 片选输入端 OE* ： 输出允许控制端 PGM*： 编程时，加编程脉冲的输入端 Vpp： 编程时，编程电压（+12V或+25V）输入端 Vcc： +5V，芯片的工作电压。 GND： 数字地。 NC： 无用端
可见译码法进行地址分配，各芯片地址空间是连续的。
8.6.2 外扩存储器电路的工作原理及软件设计 1. 单片机片外程序区读指令过程 2. 单片机片外数据区读写数据过程 例如，把片外1000H单元的数送到片内RAM 50H单元， 程序如下： MOV DPTR，#1000H MOVX A，@DPTR MOV 50H，A 例如，把片内50H单元的数据送到片外1000H单元中， 程序如下： MOV A,50H MOV DPTR,#1000H MOVX @DPTR,A
A0~A7 A8~A10 OE CS WE OE A0~A7 WE OE A8~A10
P0
AL6
D7~D0
6116(2)
D7~D0 CE
6116(1)
D7~D0 CE
8031
P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7
ALE
+5V
A B C G2A G2B G1
AD0~AD7
8.4.2 程序存储器的操作时序（自学）
8.4.3 典型的EPROM接口电路
1.使用单片EPROM的扩展电路
2716、2732 EPROM价格贵，容量小，且难以买到。 仅介绍2764、27128、27256、27512芯片的接口电路。 下图为外扩16K字节的EPROM 27128的接口电路图 。
MCS-51外扩单片32K字节的EPROM 27256的接口。
8051/8751最小应用系统
返回
8031最小应用系统
返回
8.1.2 系统扩展的三总线结构
MCS-51单片机外部存储器结构:哈佛结构 。 MCS-96单片机存储器结构:普林斯顿结构。 MCS-51 RAM和ROM的最大扩展空间各为64KB。 系统扩展首先要构造系统总线。 8.2 系统总线及总线构造 8.2.1 系统总线
IC2和IC4占用地址空间为2000H～3FFFH共8KB。同理 IC1、IC3地址范围4000H～5FFFH（P2.6=1、P2.5=0、 P2.7=0）。线选法地址不连续，地址空间利用不充分。 例8-3 采用译码器法扩展2片8KB EPROM，2片8KB RAM。EPROM选用2764，RAM选用6264。共扩展4片芯片。
PA
PB
Y2 Y1 Y0
RD WE CE
8155 PC
P1.0
IO/ M
8.3.3 外部地址锁存器 常用地址锁存器芯片: 74LS373、8282、74LS573 1. 锁存器74LS373（带有三态门的8D锁存器）
D7～D0: 8位数据输入线 Q7～Q0: 8位数据输出线。 G:数据输入锁存选通信号 OE*: 数据输出允许信号
8.5.2 外扩数据存储器的读写操作时序
8.5.3 典型的外扩数据存储器的接口电路 图8-21 用线选法扩展8031外部数据存储器的电路。
地址线为A0～A12，故剩余地址线为三根。用线选 法可扩展3片6264。3片6264对应的地址空间如下。
译码选通法
各片62128地址分配见表8-9。
表8-9 各片62128地址分配 P2.7 P2.6 译码输出 选中芯片 地址范围 存储容量 0 0 YO* IC1 0000H-3FFFH 16K 0 1 Y1* IC2 4000H-7FFFH 16K 1 0 Y2* IC3 8000H-BFFFH 16K 1 1 Y3* IC4 C000H-FFFFH 16K
8.3.2 存储器地址空间分配
PSEN P2.2--P2.0
A0~A7 A8~A10 OE CS WE OE A0~A7 WE OE A8~A10
P0
ALE WR RD
373 G
2716
D7~D0
6116(2)
D7~D0 CE
6116(1)
D7~D0 CE
8031
P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7
2. 锁存器8282 功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的 排列与74LS373不同
3．锁存器74LS573 输入的D端和输出的Q端也是依次排在芯片的两侧， 与8282一样，为绘制印刷电路板时的布线提供方便。
8.4 程序存储器EPROM的扩展 采用只读存储器，非易失性。 （1）掩膜ROM 在制造过程中编程,只适合于大批量生产。 （2）可编程ROM（PROM） 用独立的编程器写入，只能写入一次。 （3）EPROM 电信号编程，紫外线擦除的只读存储器芯片。 （4）E2PROM（ EEPROM） 电信号编程，电擦除。读写操作与RAM相似，写入 速度稍慢。断电后能够保存信息。 （5）Flash ROM 又称闪烁存储器，简称闪存。电改写，电擦除，读 写速度快（70ns），读写次数多（1万次）。
优点：电路简单，不需另外增加硬件电路，体积小， 成本低。 缺点：可寻址的器件数目受限，地址空间不连续。 只适于外扩芯片不多，规模不大的单片机系统
2. 译码法 常用译码器芯片： 74LS138（3-8译码器）
74LS139（双2-4译码器）
74LS154（4-16译码器） 全译码：全部高位地址线都参加译码； 部分译码：仅部分高位地址线参加译码。 (1)74LS138（3～8译码器）
MOV MOV MOV MOV MOVC MOVX INC CJNE SJMP DB P2,#70H DPTR,#TAB R0,#0 A,R0 A,@A+DPTR @R0,A R0 R0,#32,AGIN HERE ……