MCS51-12系统扩展
合集下载
第4章MCS-51单片机系统功能扩展
74LS373结构示意图
74LS373的引脚
引脚说明如下: D7～D0: 8位数据输入端。 Q7～Q0: 8位数据输出端。 G:数据输入锁存控制端：当G为“1” 时，锁存器 输出端与输入端数据相同；当G由“1” 变“0” 时，数据输入锁存器中。 OE#: 输出允许端。
P0口与地址锁存器74LS373的连接
4.1 系统扩展概述
4.1.1 最小应用系统
图4.1 MCS–51单片机最小化系统 (a) 8051/8751最小系统结构图；(b) 8031最小系统结构图
4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法
1．单片机的三总线结构
图4.2 MCS–51单片机的三总线结构形式
(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。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN#信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA#信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD#和WR#信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 尽管MCS-51有4个并行I/O口，共32条口线，但由于系 统扩展需要，真正作为数据I/O使用的，就剩下P1 口和P3口的部分口线。
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 ，8282的引脚如下图。
4.2.2 74LS244和74LS245芯片
在单片机应用系统中, 扩展的三总线上挂接
很多负载, 如存储器、并行接口、A/D接口、显
示接口等, 但总线接口的负载能力有限, 因此常
3) 采用地址译码器的多片程序存储器的扩展
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的 地址范围为0000H~3FFFH。
第7章MCS-51单片机的常用外设扩展
（2）数据线
2732的8位数据线直接与单片机的P0口相连。P0口作 为地址/数据线分时复用。
（3）控制线
CPU执行2732中存放的程序指令时，取指阶段就是对 2732进行读操作。注意，CPU对EPROM只能进行读操作， 不能进行写操作。CPU对2732的读操作控制都是通过控制线 实现的。2732控制线的连接有以下几条：
2.硬件电路 单片机与6116的硬件连接如图7-4所示。
3.连线说明
• 地址线：A0～A10连接单片机地址总线P0.0～P0.7、P2.0、P2.1、P2.2 共11根；
• 数据线：I/O0～I/O7连接单片机的数据线，即P0.0～P0.7；
• 控制线：片选端连接单片机的P2.7，即单片机地址总线的最高位A15； 读允许线连接单片机的读数据存储器控制线；
• 对于没有内部ROM的单片机或者程序较长、片内ROM容 量不够时，用户必须在单片机外部扩展程序存储器。 MCS-51单片机片外有16条地址线，即P0口和P2口，因此 最大寻址范围为64K字节（0000H—FFFFH）。
• 这里要注意的是，MCS-51单片机有一个管脚 EA跟程序存 储器的扩展有关。如果接高电平，那么片内存储器地址范 围是0000H—0FFFH（4K字节），片外程序存储器地址范 围是1000H—FFFFH（60K字节）。如果接低电平，不使 用片内程序存储器，片外程序存储器地址范围为0000H— FFFFH（64K字节）。
1. 芯片选择
单片机扩展数据存储器常用的静态RAM芯片有6116（2K×8 位）、6264（8K×8位）、62256（32K×8位）等。
根据题目容量的要求我们选用SRAM6116，采 用单一+5V供电，输入输出电平均于TTL兼容，具有 低功耗操作方式，管脚如图7-3所示。
MCS-51单片机存储器的扩展
第八章MCS-51单片机存储器的扩展第一节MCS-51单片机存储器的概述(一)学习要求1、熟悉MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。
（二）内容提要1、三总线的扩展方法单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。
为此，应扩展其功能。
MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。
三总线是指地址总线、数据总线、控制总线。
1）地址总线MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，寻址范围为64K。
地址信号：P0 作为地址线低8 位，P2 口作为地址线高8 位。
2）数据总线MCS-51 单片机的数据总线宽度为8 位。
数据信号：P0 口作为8 位数据口，P0 口在系统进行外部扩展时与低8 位地址总线分时复用。
3）控制总线主要的控制信号有/WR 、/RD 、ALE 、/PSEN 、/EA 等。
2、系统的扩展能力MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。
１）线选法线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。
一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。
每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。
缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。
２）全地址译码法由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。
采用译码法的目的是减少各部件所占用的地址空间，以增加扩展部件的数量。
３）译码器级连当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选．４）译码法与线选法的混合使用译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号．（三）习题与思考题1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。
MCS-51单片机大容量数据存储器扩展板设计
ａｍ ｐｌ ｅ ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ａｎ ｄ ｐｒ ｏ ｇｒ ａｍ ｏ ｆ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ａｌ ｓ ｏ ｇｉ ｖ ｅｎ ｉ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ＭＣＳ一５１ ， ｄａ ｔ ａ ｍｅｍＯｒ Ｖ， Ｆ ２ ９Ｃ５１ ００ ４， ｅｘ ｐａ ｎｓ ｉ ｏｎ ｂｏ ａｒ ｄ
Ｆ ２ ９ Ｃ５ １ ０ ０ ４作 为 扩展 存 储 体 。将 数 据 线 和 地 址 线 合 并使 用 ， 对 Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４进 行 分 页访 问 ， 解 决 了单 片 机 存储 单 元 及 端 口
不 足 的 问题 ， 释放 了 Ｉ ／ ０ 口。 文 中 以扩 展 ８ ＭＢ的 数 据 存储 器 为例 ， 给 出 了单 片机 扩展 板 的硬 件 电路 和软 件 程 序 。 关键词 ： Ｍ Ｃ Ｓ 一 ５ １ ， 数据存储器 ， Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４ ， 扩 展 板
Байду номын сангаас
ＭＣ Ｓ 一 ５ １单 片 机 对 数 据存 储 器 的 扩 展通 常采 用 数 据 总线 和 地址 总线 ， 即Ｐ ０口和 Ｐ ２ 口来 完 成 ， 最大寻址空间可达 ６ ４ Ｋ Ｂ。 随 着单片机应用领域的推广和不断扩大 ， 特 别 是 在 ＧＰ Ｓ数 据 采集
输 出 并 存 放 在 锁 存 器 中备 用 。 Ａ １ ８ 将 锁 存 器 直 接挂 在 数 据 总 线 上 ，并 为其 安 排 一 个 ｌ ／ Ｏ 口地 Ａ １ ６ Ａ １ ５
《 工 业 控 制 计算 机 》 ２ ０ １ ３年 第 ２ ６卷 第 １ 期
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机大容量数据存储器扩展板设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｌ ａ ｒ ｇｅ — ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ Ｄａ ｔ ａ Ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｂ ｏ ａ ｒ ｄ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＣＳ－ ５ １ ＭＣＵ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ＭＣＳ一５１ ， ｄａ ｔ ａ ｍｅｍＯｒ Ｖ， Ｆ ２ ９Ｃ５１ ００ ４， ｅｘ ｐａ ｎｓ ｉ ｏｎ ｂｏ ａｒ ｄ
Ｆ ２ ９ Ｃ５ １ ０ ０ ４作 为 扩展 存 储 体 。将 数 据 线 和 地 址 线 合 并使 用 ， 对 Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４进 行 分 页访 问 ， 解 决 了单 片 机 存储 单 元 及 端 口
不 足 的 问题 ， 释放 了 Ｉ ／ ０ 口。 文 中 以扩 展 ８ ＭＢ的 数 据 存储 器 为例 ， 给 出 了单 片机 扩展 板 的硬 件 电路 和软 件 程 序 。 关键词 ： Ｍ Ｃ Ｓ 一 ５ １ ， 数据存储器 ， Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４ ， 扩 展 板
Байду номын сангаас
ＭＣ Ｓ 一 ５ １单 片 机 对 数 据存 储 器 的 扩 展通 常采 用 数 据 总线 和 地址 总线 ， 即Ｐ ０口和 Ｐ ２ 口来 完 成 ， 最大寻址空间可达 ６ ４ Ｋ Ｂ。 随 着单片机应用领域的推广和不断扩大 ， 特 别 是 在 ＧＰ Ｓ数 据 采集
输 出 并 存 放 在 锁 存 器 中备 用 。 Ａ １ ８ 将 锁 存 器 直 接挂 在 数 据 总 线 上 ，并 为其 安 排 一 个 ｌ ／ Ｏ 口地 Ａ １ ６ Ａ １ ５
《 工 业 控 制 计算 机 》 ２ ０ １ ３年 第 ２ ６卷 第 １ 期
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机大容量数据存储器扩展板设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｌ ａ ｒ ｇｅ — ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ Ｄａ ｔ ａ Ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｂ ｏ ａ ｒ ｄ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＣＳ－ ５ １ ＭＣＵ
MCS51单片机总线系统与IO口扩展
6.2.2 单片机总线扩展的编址技术
OE
LE
Dn
Qn
L
H
H
H
L
H
L
L
L
L
L
Qn-1
L
L
H
Qn-1
H
×
×
Z
地址锁存器74LS373
CLR D0-D7Q0-Q7 4 6 2 6 74LS24474LS273 E 0123456789E GG 12Q0-Q7CLKD0-D7AAAAAAAAAAA10A11A12I/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7OWCE1CE2 56? UUU P0.0-P0.7P0.0-P0.7 +5V 11 01234567 E >> QQQQQQQQ O 01234567 E DDDDDDDDL 2 U74LS373 012 YYY ABC 3 U74LS138 R AD E R P20P07P21P06P22P05P23P04P24P03P25P02P26P01P27P00 W ALE 89C51 1 U
MOV
DPTR,#0FEFFH ;确定扩展芯片地址
MOVX
A,@DPTR
;将扩展输入口内容读入累加器A
当与74LS244相连的按键都没有按下时，输入全为1，若按下某键，则所在线 输入为0。
6.2.1 单片机I/O口扩展
输出控制信号由P2.0和相“或”后形成。当二者都为0后，74LS273的控制端 有效，选通74LS273， P0上的数据锁存到74LS273的输出端，控制发光二极管 LED ， 芯 片 地 址 与 74LS244 的 选 通 地 址 相 同 （ 都 是 ×××× ×××0 ×××× ××××B，通常取为FEFFH）。当某线输出为0时，相应的LED发 光。
第六章 MCS-51系统扩展技术2(8255、74LS)
3、MCS-51系统扩展示意图 、 系统扩展示意图
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
为了唯一地选中外部某一存储单元(I/O接口芯片已作为数据存储器的一 接口芯片已作为数据存储器的一 为了唯一地选中外部某一存储单元 部分)，必须进行两种选择：一是必须选择出该存储器芯片(或 接口芯片 接口芯片)， 部分 ，必须进行两种选择：一是必须选择出该存储器芯片 或I/O接口芯片 ， 称为片选；二是必须选择出该芯片中的某一存储单元(或 接口芯片中的寄 称为片选；二是必须选择出该芯片中的某一存储单元 或I/O接口芯片中的寄 存器)，称为字选。 存器 ，称为字选。 常用的选址方法有两种：线选法和译码法， 常用的选址方法有两种：线选法和译码法，其中译码法又分为全译码和 部分译码两种。 部分译码两种。
四、部分译码法
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
以上也可采用全译码法， 以上也可采用全译码法，电路更简单
五、扩展存储器时应考虑的几个问题
1. 地址锁存器的选用 2. MCS-51对存储容量的要求 对存储容量的要求 3. 地址线的连接和地址译码方式 4. 工作速度匹配
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
第二节 程序存储器的扩展
一、 常用的程序存储器
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
1. EPROM芯片 芯片 ROM芯片分为 类，即掩膜 芯片分为3类 即掩膜ROM、可编程 芯片分为 、可编程PROM和可擦除 和可擦除 可编程ROM(包括 包括EPROM和E2PROM)。前面两组在实际中使用 可编程 包括 和 。 得很少，因此这里只介绍最常用的可擦除可编程ROM。 得很少，因此这里只介绍最常用的可擦除可编程 。 EPROM芯片：可通过专用的紫外线光源进行照射以擦除其 芯片： 芯片 原有内容，而后用专门的编程器向其写入新的内容。 原有内容，而后用专门的编程器向其写入新的内容。 E2PROM芯片：电可擦除 。 芯片： 芯片
MCS-51单片机扩展系统编址问题探讨
Ｎ０ ２ ． Ａｐ ．， ０１ ｒ ２ １
微
处
理
机
ＭＩ Ｒ０ＰＲ０Ｃ Ｓ Ｃ ＥＳ ０ＲＳ
第 ２期 ２ １ 年 ４月 ０１
ＭＣ ５ Ｓ一 片机扩 展 系统 编 址 问题 探 讨 １单
吴 怀超
（ 贵州 大学机械 工程 学院 ， 阳 ５００ ） 贵 ５０３ 摘 要 ： 对众 多 ＭＣ ５ 针 Ｓ一 １单片机初 学者 对其扩 展 系 统 的编 址 往 往 是 一知 半解 的现 实 问题 ，
关键词 ： Ｃ ５ Ｍ Ｓ一 １单 片机 ； 展 系统 ； 址 ； 扩 编 线选 法 ； 码法 译
’Ｄ Ｉ Ｏ 编码 ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ２— ２ ９ ２ １ ．２ ０ ８ １ ． ９ ９ ｉｉ ｎ １０ ２ ７ ．０ １ ０ ． １ ｓ
中图分 类号 ：Ｐ ６ ． Ｔ ３８ １
文献标 识码 ： Ｂ
ｉ ｇ ｏ ｘ ｅ ｓｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｔ ｅ ｓｎ ｌ —ｃ ｉ ｉｒ ｃ ｍｐ ｔｒｖ ｒ ｌ，ｏ ｈ ｓｒ ａ ｏ ｎ ｆｅ ｔｎ ｉｎ ｓ ｓｅ ｏ ｈ ｉ ｇｅ ｈ ｐ ｍ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ｅｙ ｗｅ ｌ ｆｒｔ ｉ ｅ ｓ ｎ，ｔｋ ｎ ｈ ｅ ａａ ｅ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔｄ ｅ ｔｎ ｉｎ ｏ ｘ ｅ ｓｏ ｆＲＯＭ ｒＲＡＭ ｎ ｈｅ ｉ ｔ ｇａ ｅ ｘｅ ｓｏ ｆ ＲＯＭ ｎ ｏ ａ ｄ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｅ ｔ ｎ ｉｎ ｏ ａ ｄ ＲＡＭ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｔ ｄ ｒ ｓｉ ｇ ａ ｘ ｍｐ ｅ ， ｈｅ ａ ｄ ｅ ｓｎ ｃ ｕ ｓ ｓ ａ ｄ ｍｅｈ ｄｓｏ ｉ ｅ ｓ ｌ ｃｉｎ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｄ ｃ ｄｎ ｔ ｏ ｒ ｓ ｌｓ ｄ ｆ ｌ ｏ ｒｅ ｎ ｔｏ ｆｌｎ ｅｅ ｔｏ ｔ ｏ ｎ ｅ ｏ ｉｇ ｍｅ ｈ ｄ ａｅ ｄｉｃ ｏ ｅ ｕ ｌ ｙ，ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ａａ ｔｒ ｎ ｈ ｈ ｒ ｃｅ －
微
处
理
机
ＭＩ Ｒ０ＰＲ０Ｃ Ｓ Ｃ ＥＳ ０ＲＳ
第 ２期 ２ １ 年 ４月 ０１
ＭＣ ５ Ｓ一 片机扩 展 系统 编 址 问题 探 讨 １单
吴 怀超
（ 贵州 大学机械 工程 学院 ， 阳 ５００ ） 贵 ５０３ 摘 要 ： 对众 多 ＭＣ ５ 针 Ｓ一 １单片机初 学者 对其扩 展 系 统 的编 址 往 往 是 一知 半解 的现 实 问题 ，
关键词 ： Ｃ ５ Ｍ Ｓ一 １单 片机 ； 展 系统 ； 址 ； 扩 编 线选 法 ； 码法 译
’Ｄ Ｉ Ｏ 编码 ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ２— ２ ９ ２ １ ．２ ０ ８ １ ． ９ ９ ｉｉ ｎ １０ ２ ７ ．０ １ ０ ． １ ｓ
中图分 类号 ：Ｐ ６ ． Ｔ ３８ １
文献标 识码 ： Ｂ
ｉ ｇ ｏ ｘ ｅ ｓｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｔ ｅ ｓｎ ｌ —ｃ ｉ ｉｒ ｃ ｍｐ ｔｒｖ ｒ ｌ，ｏ ｈ ｓｒ ａ ｏ ｎ ｆｅ ｔｎ ｉｎ ｓ ｓｅ ｏ ｈ ｉ ｇｅ ｈ ｐ ｍ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ｅｙ ｗｅ ｌ ｆｒｔ ｉ ｅ ｓ ｎ，ｔｋ ｎ ｈ ｅ ａａ ｅ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔｄ ｅ ｔｎ ｉｎ ｏ ｘ ｅ ｓｏ ｆＲＯＭ ｒＲＡＭ ｎ ｈｅ ｉ ｔ ｇａ ｅ ｘｅ ｓｏ ｆ ＲＯＭ ｎ ｏ ａ ｄ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｅ ｔ ｎ ｉｎ ｏ ａ ｄ ＲＡＭ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｔ ｄ ｒ ｓｉ ｇ ａ ｘ ｍｐ ｅ ， ｈｅ ａ ｄ ｅ ｓｎ ｃ ｕ ｓ ｓ ａ ｄ ｍｅｈ ｄｓｏ ｉ ｅ ｓ ｌ ｃｉｎ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｄ ｃ ｄｎ ｔ ｏ ｒ ｓ ｌｓ ｄ ｆ ｌ ｏ ｒｅ ｎ ｔｏ ｆｌｎ ｅｅ ｔｏ ｔ ｏ ｎ ｅ ｏ ｉｇ ｍｅ ｈ ｄ ａｅ ｄｉｃ ｏ ｅ ｕ ｌ ｙ，ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ａａ ｔｒ ｎ ｈ ｈ ｒ ｃｅ －
51单片机的扩展
（a）程序存储器的扩展
.程序存储器的作用----存放程序代码或常数表格
.扩展时所用芯片----一般用只读型存储器芯片（可以是 EPROM、E2PROM、 FLASH芯片等）。 .扩展电路连接 ---- 用EPROM 2732扩展程序存储器。 .存储器地址分析----究竟单片机输出什么地址值时，可以
一、系统扩展的含义
单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、 中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资 源），但是对一些较复杂应用系统来说有时感到以 上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片机 芯片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩 充，我们称为系统扩展（即系统资源的扩充）。 需要解决的问题是单片机与相应芯片的接口电 路连接（即地址总线、数据总线、控制总线的连接） 与编程。
指向存储器中的某一单元。
.扩展时所用芯片
2732----4K EPROM
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND Vcc A8 A9 A11 OE/Vpp A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
2732引脚功能
A0-A11 CE 地址线 选片 输出允许/ 编程电源 数据线
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
A8 A9 A10 A11
2732
CE OE
ALE
PSEN 图4.2 扩展电路
8031
2732
数据总线的连接： P0.0-P0.7（数据总线）----------------------------------------O0-O7 地址总线的连接： 经过锁存器373 P0.0-P0.7（地址总线低8位）---------------------------------- A0-A7 P2.0-P2.3（地址总线高8位中的4位）--------------------------- A8-A11 控制总线的连接： PSEN（程序存储器允许，即读指令） -------------------------- OE ALE（地址锁存允许）-------------------------------------接373的使能端 G
四 MCS-51单片机存储器系统扩展
RD、WR为数据存储器和 I/O口的读、写控制信号。执 行MOVX指令时变为有效。
74LS373引脚
1、控制位OE： OE=0时，输出导通 2、控制位G： 接ALE 3、Vcc=+5V 4、GND接地
1 74LS373为8D锁存器，其主要特点在于：
控制端G为高电平时，输出Q0～Q7复现输入D0～ D7的状态；G为下跳沿时D0～D7的状态被锁存在Q0 ～Q7上。
MOV DPTR, #0BFFFH ;指向74LS373口地址
MOVX A, @DPTR ;读入
MOV @R0， A
;送数据缓冲区
INC R0
;修改R0指针
RETI
;返回
用74LS273和74LS244扩展输入输出接口
地址允许信号ALE与外部地址锁存信号G相连；
单片机端的EA与单片机的型号有关;
存储器端的CE与地址信号线有关。
P... 2.7 P2.0
ALE 8031
P... 0.7 P0.0
EA
PSEN
外部地址
G
锁存器
I...7
O... 7
I0 O0
A... 15
CE
A8
外部程序
存储器
A... 7 A0
D7. . . D0 OE
6264的扩展电路图
图中CS（CE2）和CE引脚均为6264的片选信号，由于该扩展电路 中只有一片6264，故可以使它们常有效，即CS（CE2）接+5V ，CE接地。6264的一组地址为0000H～1FFFH。
存储器地址编码
SRAM6264：“64”—— 8K×8b = 8KB 6264有13根地址线。 地址空间： A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH MCS-51单片机寻址范围：64KB 26×210 = 216即16位地址线 地址空间： A15A14A13A12A11A10A9A8A7······A0 单片机
74LS373引脚
1、控制位OE： OE=0时，输出导通 2、控制位G： 接ALE 3、Vcc=+5V 4、GND接地
1 74LS373为8D锁存器，其主要特点在于：
控制端G为高电平时，输出Q0～Q7复现输入D0～ D7的状态；G为下跳沿时D0～D7的状态被锁存在Q0 ～Q7上。
MOV DPTR, #0BFFFH ;指向74LS373口地址
MOVX A, @DPTR ;读入
MOV @R0， A
;送数据缓冲区
INC R0
;修改R0指针
RETI
;返回
用74LS273和74LS244扩展输入输出接口
地址允许信号ALE与外部地址锁存信号G相连；
单片机端的EA与单片机的型号有关;
存储器端的CE与地址信号线有关。
P... 2.7 P2.0
ALE 8031
P... 0.7 P0.0
EA
PSEN
外部地址
G
锁存器
I...7
O... 7
I0 O0
A... 15
CE
A8
外部程序
存储器
A... 7 A0
D7. . . D0 OE
6264的扩展电路图
图中CS（CE2）和CE引脚均为6264的片选信号，由于该扩展电路 中只有一片6264，故可以使它们常有效，即CS（CE2）接+5V ，CE接地。6264的一组地址为0000H～1FFFH。
存储器地址编码
SRAM6264：“64”—— 8K×8b = 8KB 6264有13根地址线。 地址空间： A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH MCS-51单片机寻址范围：64KB 26×210 = 216即16位地址线 地址空间： A15A14A13A12A11A10A9A8A7······A0 单片机
第6章 MCS-51单片机系统扩展技术
6.3 数据存储器扩展
6.3.1 静态RAM扩展电路
6.3.2 动态RAM扩展电路
返回本章首页
6.3.1 静态RAM扩展电路
常用的静态RAM芯片有6116，6264，62256等，其 管脚配置如图6-13所示。
1．6264静态RAM扩展 额定功耗200mW，典型存取时间200ns，28脚双列直插 式封装。表6-1给出了6264的操作方式，图6-14为6264静 态RAM扩展电路。
图 6 9
A EEPROM
28 17
扩 展 电 路
写入数据
不是指令
查询 中断 延时
2．2864A EEPROM 扩展
2864A有四种工作方式： （1）维持方式 （2）写入方式 （3）读出方式 （4）数据查询方式
图 6 12
28 64
返回本节
A EEPROM
扩 展 电 路
串行E2PROM简介 串行E2PROM占用引线少、接线简单，适用于作为数据存储 器且保存信息量不大的场合。 以AT93C46／56／57／66为例，它是三线串行接口E2PROM， 能提供128×8、256×8、512×8或64×16、128×16、256×16 位，具有高可靠性、能重复擦写100，000次、保存数据100年 不丢失的特点，采用8脚封装。
第6章 MCS-51单片机系统扩展技术
6.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念
6.2 程序存储器扩展技术
6.3 数据存储器扩展 6.4 输入/输出口扩展技术
T0 T1
时钟电路
ROM
RAM
定时计数器
CPU
并行接口 串行接口 中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
51单片机外扩RAM
单片机外部RAM扩展模块MCS-51系列单片机外部RAM为64K，在一些特殊场合下，远不能满足需要，本文就AT89C51讨论MCS-51系列单片机大容量RAM的扩首先介绍128K随机读取RAM HM628128。
HM628128是32脚双列直插式128K静态随机读取RAM，它具有容量大、功耗低、价格便宜、集成度高、速度快、设计和使用方便等特点。
如若在系统中加入掉电保护电路，保护数据有很高的可靠性，可以和EEPROM相媲美。
技术特性：（1）最大存取时间为120ns；（2）典型选通功耗75mW；典型未选通功耗10uW；（3）使用单一5V电源供电；（4）全静态存储器，不需要时钟及时序选通信号；（5）周期时间与存取时间相等；（6）采用三态输出电路，数据输入和输出端公用；图6 HM628128外部引脚（7）所有输入和输出引脚均与TTL电平直接兼容；（8）有两个片选端，适合于低功耗使用，即为了保存信息，用电池作为后备电源。
保存信息的最低电源电压Vcc=2V。
引脚安排及功能表：图6是HM628128的外部引脚排列图，各引脚名称及功用分别如下：A0～A16是17条地址线；I/O0～I/O7是8条双向数据线；CS1是片选1，低电平有效，CS2是片选2，高电平有效；WR是写控制线，当CS1为低电平，CS2为高电平时，WR的上升沿将I/O0～I/O7上的数据写到A0～A16选中的存储单元中；OE是读出允许端，低电平有效。
HM628128的功能表如表3所示。
其中，H表示高电平，L表示低电平，X表示任意状态由于AT89C51直接外部RAM容量为64K，地址线为16条，其中低8位地址和数据分时复用，因此需要外部地址锁存器和ALE锁存信号来锁存低8位地址。
又由于AT89C51的外部数据和外设地址通用，若扩展外设必然占用数据地址。
因此本系统采用P2.7（A15）口来区分数据和外设：当P2.7（A15）口为高电平时，选择外部数据；P2.7（A15）口为低电平时，则为外设。
08-第五章 MCS-51系统扩展技术(8255)
8255没有专门的状态字，而是当工作于方式1 和方式2时，读取端口C的数据，即得状态字。
计算机与通信工程学院
工作方式
(1) 方式0（基本输入/输出）。
方式0将24条I/O引脚分成4组（PA7—PA0，PB7—PB0， PC7—PC4，PC3—PC0），可提供基本的输入/输出功能 不带联络信号或选通脉冲。 方式0可将数据并行写到（输出）某个端口锁存，外部数据也 可通过某个端口缓冲后并行读入（输入）到CPU。 方式1能分别指定PA，PB作为两个独立的8位并行I/O端口 采用原端口C中的部分引脚作为PA和PB的控制联络信号线
计算机与通信工程学院
⑸、端口地址
共有四个端口，由A1，A0来加以选择
8255中有三个输入输出端口。 8255内部还有一个控制寄存器。
A1，A0和CS，RD,及WR组合所实现的各 种功能见表5-8
计算机与通信工程学院
3、三种工作方式及控制字/状态字
8255有两个控制字和一个状态字。 控制字
计算机与通信工程学院
1、8255的结构
8255由下列几部分组成:
数据端口、控制电路、数据总线、读/写控制逻辑
计算机与通信工程学院
⑴、数据端口A，B，C
有三个输出端口：端口A、端口B、端口C。都是8位， 都可以选择作为输入或输出，但功能上有着不同特点。
1）端口A 一个8位数据输出锁存和缓冲器；一个8位数据输入 锁存器。 2）端口B 一个8位数据输入/输出、锁存/缓冲器，一个8位数 据输入缓冲器。 3）端口C 一个8位数据输出锁存/缓冲器；一个8位数据输入 缓冲器（输入没有锁存）
MCS-51系统中断优先级的软扩展
中断优 先 级
软 扩 展 【 章 编 号 ｌ０ ９ ８３ （Ｏ ８ ２ ０ ５ — ２ 文 １０ — ５４２Ｏ ） — １ ５ ０ Ｏ
【 献 标 识码 ｌ 文 Ａ
众 所周 知 ， Ｃ 一 １ 统 只 提 供 “ 级 中 断嵌 套 ” Ｍ Ｓ５ 系 二 即高 优 先 级 相 同时 响 应 顺 序 如 下 ：
低 级 中 断将 被 中止 栈 作 调 整 。其 中 “ ” 表 Ｓｔｒ ｒｙ 所作 的调 整 ， 受 应 １代 ｅ ｉｉ０ Ｐ ｏｔ
允许 寄存 器 Ｉ Ｅ的 控制 。每个 中断 源 的 优 先级 可通 过 对 中断 优 其 将 Ｉ、Ｅ保 存 于 系 统 栈 中 ；２ 代 表 Ｒ ｓｔｒ ｒｙ 所 作 的调 ＰＩ “” ｅｅ ｉ ｉ ０ Ｐｏｔ
级 和 低 优先 级 ，而大 多数 嵌 入 式 系 统 希望 有 多 于 两 级 的优 先 级 别 。因 为一 般 来 说 ， 统 都 有 掉 电 中断 ， 应 置 为 最 高 优 先 系 且
级 ． 样 所 有 其 它 中 断 只 能 共 用 一 个 低 优 先 级 ， 此 ， 往 不 这 如 往
特 定 优 先 级 的 某 中 断源 被 响 应 时 ， 应 的触 发 器 即被 置位 ， 相 直 设 置 和恢 复具 有 原 子 性 以 防 出 现混 乱 ， 对 Ｓ ｔｒ ｒｙ 和 Ｒ — 应 ｅ ｉ ｉ０ Ｐ ｏｔ ｅ
ｅ ｉｉ０ Ｐｏｔ 以使 其不 被 “ 入 ” 问 。 另 再 访 到 执 行 了 Ｒ Ｔ 指令 后 ， 个触 发 器 才 复 位 。 此 期 间 ， ＥＩ 这 在 同级 和 ｓｔｒ ｒｙ ￣ 个 函数 作 临界 处 理 ，
、
ＭＣＳ ５ 一 １的 中 断 系统 简 介
先 级 屏 蔽字 、 中断 屏 蔽 字 应 是确 定 的 ， ５ 编 写 中 断服 务 程 序 Ｃ１
第8章 MCS-51系统扩展
8.1.3 存储器常用芯片 1．程序存储器 EPROM（紫外线擦除的可编程存储 器）：2716、2732、2764、27128、 27256、27512。型号名称“27”后面 的数字表示其位存储容量，如果转换 成字节存储容量，将该数字除以8即 可。 1）A0～A12——地址引脚，可寻址 8KB。 2）D0 OE～D7——数据线引脚。 3） CE ——输出允许控制端。 4） PGM ——片选控制端。 5） ——编程脉冲信号。编程时， 编程脉冲输入端。 6）VPP——编程电压。编程时，编 程电压（+12.5V）输入端。
系统扩展的首要问题,构造系统 总线。系统总线上“挂”存储器 芯片或I/O接口芯片: “挂”存储器芯片就是存储器扩展 “挂”I/O接口芯片就是I/O扩展。 1．以P0口作为低8位地址/数据 总线 MCS-51由于受引脚数目的限制， 数据线和低8位地址线复用。为 了将它们分离出来，需要外加地 址锁存器，从而构成与一般CPU 相类似的片外三总线，见图。
3．译码器 译码器是典型的组合数字电路，译码器是将一种编 码转换为另一种编码的逻辑电路，译码器的种类很多， 但它们的工作原理和分析设计方法大同小异。常用的地 址译码器74LS138是3-8译码器，有3个地址输入端A、B、 C，3个使能端、、G3和8个输出端组成。
8.2.4 编址技术 MCS-51 单片机外部存储器的扩展包括外部程序存储器 和外部数据存储器两种。 如何把外部各自的64KB空间分配给各个程序存储器、 数据存储器芯片，并且使程序存储器的各个芯片之间，数 据存储器各芯片之间，为避免发生数据冲突，一个存储器 单元对应一个地址，这就是存储器的地址空间的分配问题。 在外扩的多片存储器芯片中， MCS-51要完成这种功能， 必须进行两种选择： 一是必须选中该存储器芯片（或I/O接口芯片），这称 为“片选”，只有被“选中”的存储器芯片才能被MCS-51 读出或写入数据。为了片选的需要，每个存储器芯片都有 片选信号引脚， 二是在“片选”的基础上再选择该芯片的某一单元，称 为“单元选择”。
单片机原理及应用 第4章 MCS-51单片机系统的扩展技术
2.数据存储器典型扩展电路
6264的地址范围为：0000H～1FFFH。
[例题] 在上页图的数据存储器扩展电路中，将片内RAM 以50H单 元开始的16个数据，传送片外数据存储器0000H开始的单元中。
程序如下：
ORG 1000H MOV R0, #50H MOV R7, #16 MOV DPTR, #0000H AGAIN: MOV A, @R0 MOVX @DPTR, A INC R0 INC DPTR DJNZ R7, AGAIN RET END ; 数据指针指向片内50H单元 ; 待传送数据个数送计数寄存器 ; 数据指针指向数据存储器6264的0000H单元 ; 片内待输出的数据送累加器A ; 数据输出至数据存储器6264 ; 修改数据指针 ; 判断数据是否传送完成
4.2.1
程序存储器扩展
单片机内部没有ROM,或虽有ROM但容量太小时,必须扩 展外部程序存储器方能工作。最常用的ROM器件是EPROM 1. 常用EPROM程序存储器 EPROM主要是27系列芯片，如:2764(8K)/27128(16K) /27256(32K)/27040(512K)等，一般选择8KB以上的芯片作为 外部程序存储器。
4.2.3 MCS-51对外部存储器的扩展
下图所示的8031扩展系统中，外扩了16KB程序存储器（使用两片 2764芯片）和8KB数据存储器（使用一片6264芯片）。采用全地址译码方 式，P2.7用于控制2―4译码器的工作，P2.6, P2.5参加译码，且无悬空地 址线，无地址重叠现象。 1# 2764, 2# 2764, 3# 6264的地址范围分别为：0000H～1FFFH, 2000H～3FFFH, 4000～5FFFH。
MOV DPTR, #7FFFH ; 数据指针指向74LS377 MOV A, 60H ; 输出的60H单元数据送累加器A MOVX @DPTR, A ; P0口将数据通过74LS377输出
第五章_MCS-51单片机的系统扩展
8255A的控制字与工作模式
8255A有3种工作方式,即模式0、模式1和模式2,这些工作方式可用软件编程来 指定，其设定格式如图5-21所示，设定指令由单片机根据表5-5所示的地址选择表实 现，其中8255A芯片的三个端口在模式0下被分成两组，在模式1和模式2下PC口为 读写控制信号线，只有PA能工作在模式2下。 此外，PC口还具有位控制功能，可以通过工作方式控制字将其任意一位置“1” 或者清“0”，其控制方式见图5-22所示。
图5-21 8255A方式控制字设置
图5-22 PC口位操作控制字
（1）方式0(基本输入/输出方式) 这种工作方式不需要任何选通信号，A口、B口及C口的高4位和低4位都 可以设定为输入或输出。作为输出口时，输出的数据均被锁存；作为输入口 时，A口的数据能锁存，B口与C口的数据不能锁存。例如，欲设定PA口和PC 口高四位工作在模式0输出以及PB口和PC口低四位工作在模式0输入方式的指 令为： MOV DPTR，#8003H ；控制字的地址为8003H MOV A，#83H ；工作方式控制字为83H MOVX @DPTR，A ；设定工作方式控制字 在这种模式下，单片机可以对8255A的数据端口进行无条件读写，8255A 三个I/O端口数据可得到锁存和缓冲。因此，8255A的模式0属于基本输入输出 模式。
（2）方式1(选通输入/输出方式) 在这种工作方式下，A口可由编程设定为输入口或输出口，C口的3位用来作 为A口输入/输出操作的控制和同步信号；B口同样可由编程设定为输入口或输出口， C口的另3位用来作为B口输入/输出操作的控制和同步信号。在方式1下A口和B口的 输入数据或输出数据都能被锁存。C口的6条线作为控制和状态信号线，其定义如 表5-6所示。
图5-18 利用74LS164扩展并行输出口
51单片机外部存储器的扩展
即存储器芯片的选择和存储器芯片内部 存储单元的选择。
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。
1、线选法。所谓线选法，就是直接以系统的地址线作为 存储器芯片的片选信号，为此只需把用到的地址线与存储 器芯片的片选端直接相连即可。 2、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统的 片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片的片选 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。
MCS-51系列单片机片内外程序存储器的空 间可达64KB，而片内程序存储器的空间只有 4KB。如果片内的程序存储器不够用时，则需 进行程序存储器的扩展。
MCS-51存储器的扩展
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：
扩展数据存储器常用静态RAM 芯片： 6264（8K×8位）、62256（32K×8位）、 628128（128K×8位）等。
MCS-51存储器的扩展
P2.7～P2.0
ALE P0.0～P0.7 8031
EA PSEN
A15～A8 高8位地址
CLK Q7～Q0 A7～A0 I0～I7 地址锁存器
D0～D 7
二、以P2口作为高8位的地址总线
P0口的低8位地址加上P2的高8位地址就可以形成16位的 地址总线，达到64KB的寻址能力。
实际应用中，往往不需要扩展那么多地址，扩展多少用 多少口线，剩余的口线仍可作一般I/O口来使用。
三、控制信号线 ALE：地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。 PSEN：片外程序存储器读选通信号。 EA：程序存储器选择信号。为低电平时，访问外部程序存储 器；为高电平时，访问内部程序存储器。
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。
1、线选法。所谓线选法，就是直接以系统的地址线作为 存储器芯片的片选信号，为此只需把用到的地址线与存储 器芯片的片选端直接相连即可。 2、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统的 片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片的片选 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。
MCS-51系列单片机片内外程序存储器的空 间可达64KB，而片内程序存储器的空间只有 4KB。如果片内的程序存储器不够用时，则需 进行程序存储器的扩展。
MCS-51存储器的扩展
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：
扩展数据存储器常用静态RAM 芯片： 6264（8K×8位）、62256（32K×8位）、 628128（128K×8位）等。
MCS-51存储器的扩展
P2.7～P2.0
ALE P0.0～P0.7 8031
EA PSEN
A15～A8 高8位地址
CLK Q7～Q0 A7～A0 I0～I7 地址锁存器
D0～D 7
二、以P2口作为高8位的地址总线
P0口的低8位地址加上P2的高8位地址就可以形成16位的 地址总线，达到64KB的寻址能力。
实际应用中，往往不需要扩展那么多地址，扩展多少用 多少口线，剩余的口线仍可作一般I/O口来使用。
三、控制信号线 ALE：地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。 PSEN：片外程序存储器读选通信号。 EA：程序存储器选择信号。为低电平时，访问外部程序存储 器；为高电平时，访问内部程序存储器。
单片机系统扩展
第六章单片机系统扩展通常情况下，采用MCS-51单片机的最小系统只能用于一些很简单的应用场合，此情况下直接使用单片机内部程序存储器、数据存储器、定时功能、中断功能，I/O端口；使得应用系统的成本降低。
但在许多应用场合，仅靠单片机的内部资源不能满足要求，因此，系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。
在很多复杂的应用情况下，单片机内的RAM ，ROM 和 I/O接口数量有限，不够使用，这种情况下就需要进行扩展。
因此单片机的系统扩展主要是指外接数据存贮器、程序存贮器或I/O接口等，以满足应用系统的需要。
6.1 单片机应用系统按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可以分为最小应用系统、最小功耗系统、典型应用系统等。
最小应用系统，是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。
这种系统成本低廉、结构简单，常用来构成简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。
对于片内有ROM/EPROM 的单片机，其最小应用系统即为配有晶振、复位电路和电源的单个单片机。
对于片内无ROM/EPROM的单片机，其最小系统除了外部配置晶振、复位电路和电源外，还应当外接EPROM 或EEPROM作为程序存储器用。
最小应用系统的功能取决于单片机芯片的技术水平。
单片机的最小功耗应用系统是指能正常运行而又功耗力求最小的单片机系统。
单片机的典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须具备的硬件结构系统。
6.1.1 8051/8751最小应用系统MCS-51系列单片机的特点就是体积小，功能全，系统结构紧凑，硬件设计灵活。
对于简单的应用，最小系统即能满足要求。
8051/8751是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，用这些芯片构成的最小系统简单、可靠。
图6-1 8051/8751最小应用系统用8051/8751单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图6-1所示。
由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。
第六章MCS-51单片机存储器的扩展
这些SRAM的引脚功能描述如下： A0~An：地址输入线;对6116，n=10;对6264,n=12;其他的类推。 D0~D7：双向数据线； CE：是片选输入线，低电平有效；6264的CS1为高电平，且CE为 低电平时才选中该芯片。 WE：写允许信号输入线，低电平有效； OE：读选通信号输入线，低电平有效； VCC：工作电源+5V。 GND：电源地。
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
CPU读取的指令有两种情况：一是不访问数据存储器的指令； 二是访问数据存储器的指令。因此，外部程序存储器就有两种操 作时序。
外部程序存储器的操作时序
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
外部程序存储器的操作时序
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
3.扩展多片EPROM的扩展电路 与单片EPROM扩展电路相比，多片EPROM的扩展除片选线CE外， 其它均与单片扩展电路相同。图中给出了利用27128扩展64k字节 EPROM程序存储器的方法。片选信号由译码选通法产生。
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。 按其功能通常把系统总线分为三组：即地址总线、数据总线和控 制总线。
1. 地址总线（Address Bus） 地址总线用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单 元和I/O端口的选择。地址总线的数目决定着可直接访问的存储 单元的数目。例如n位地址，可产生2n 个连续地址编码，因此可 访问2n个存储单元，即通常所说的寻址范围为2n地址单元。MCS51单片机存储器扩展最多可达64kB，即216地址单元，因此，最多 可需16位地址线。这16根地址线是由P0口和P2口构建的，其中P0
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0 × × × × × × 1 ××××× 0 11
0 × × × × × × 1 ××××× 1 00
0 × × × × × × 1 ××××× 1 01
I/O口 命令/状态口 A口 B口 C口 计数器低8位 计数器高6位及方 式
81C55的接口方法
P0
P2.7 P2.0
80C51
ALE RD WR RESET
34 PB5 33 PB4 32 PB3
CE ALE
31 PB2
RD
30 PB1
WR
29 PB0 RESET
28 PA7
命令/状态 寄存器
27 26
PA6 PA5
TIMER IN
25 PA4
计数器
24 PA3 TIMER OUT
23 PA2 22 PA1
GND
21 PA0
VCC A
PA0～PA7
B PB0～PB7
PB
PA
地址：000
PA：A口方向。0--输入；1--输出 PB：B口方向。0--输入；1--输出
IEA：A口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许 IEB：B口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许
工作方式设置及状态字格式
PC2PC 1 00 11
01
10
工作方 式
ALT1 ALT2
ALT3
方式3 脉冲，又自动向计数器重装原计数值，回0后又输出单脉
冲，如此循环。
工作方式设置及状态字格式
选通I/O方式的组态
AD0～AD7
INTEA
INTEB RD
WR
A
&
PC0
PC1
PC2
&
PC3
PC4
PC5
B
PA0～PA7
INTRA BFA STBA INTRB BFB STBB
PB0～PB7
81C55的接口方法
Q2
74LS373
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
D8 G Q8
1
D1
Q1
D2
Q2
74LS373
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
D8 G Q8
1
送数
锁存
a
+5V
b
c
d
e
f
g
dp
a
+5V
b
c
d
e
f
g
dp
a
+5V
b
c
d
e
f
g
dp
100Ω×3
81C55接口芯片及其应用
PC3 1 PC4 2 TIMER IN 3 RESET 4 PC5 5 TIMER OUT 6 IO/M 7
ALT4
说
明
A、B口为基本I/O，C口方向为输入
A、B口为基本I/O，C口方向为输出
A口为选通I/O，PC0～PC2作为A口的选 通应答 B口为基本I/O，PC3～PC5方向为输出
A口为选通I/O，PC0～PC2作为A口的选 通应答 B口为选通I/O，PC3～PC5作为B口的选 通应答
工作方式设置及状态字格式
CE 8 RD 9 WR 10 ALE 11 AD0 12 AD1 13 AD2 14 AD3 15 AD4 16 AD5 17 AD6 18 AD7 19 GND 20
81C55
40 VCC
39 PC2 38 PC1
AD0～AD7
37 PC0 36 PB7
256×8
35 PB6 IO/M
静态RAM
C PC0～PC5
81C55的内部编址
内部RAM地址为00H～FFH 内部端口地址 000：命令/状态寄存器
001：A口 010：B口 011：C口 100：计数器低8位 101：计数器高6位及计数器方式设置位
工作方式设置及状态字格式
76543210
TM 2
TM 1
IEB
IEA PC2 PC1
ALE P0
80C31
EA
WR RD
74LS373
G OE D7 Q7 :: :: D0 Q0
CE
+5V
A8-A12
CS
A7
: :
62C64
A0
D0～D7 WE OE
输入/输出及其控制方式
单片机与输入/输出设备的关系
P2 ALE
P0
80C51
INTX RD,WR
74LS373
G OE D7 Q7 :: :: D0 Q0
P2.7
RD
74LS273 74LS244
D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 D8 Q8
CP CLR
L0 +5V
L7 1K×8
1Y1 1A1 1Y2 1A2 1Y3 1A3 1Y4 1A4 2Y1 2A1 2Y2 2A2 2Y3 2A3 2Y4 2A4
80C51单片机的系统扩展
存储器的扩展 输入/输出及其控制方式 81C55接口芯片及其应用 LCD接口及其扩展
程序存储器的扩展
数据总线，P0口；地址总线，高8位P2口、低8 位P0；控制总线，RD、EA、ALE、PSEN
P2 ALE
P0
80C31
G OE
AB
74LS373
D7 Q7
INTE B
BFB
INTR B
INTE A
BFA
INTR A
地址：000
INTRX：中断请求标志 BFX：口缓冲器空/满标志 INTEX：口中断允许/禁止标志 TIMER：计数器计满标志
工作方式设置及状态字格式
计数器输出模式
位号 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 M M T1 T1 T1 T1 T T T T T T T T T T 213 2 1 0 9876543210
P0
P2.7 P2.0
80C51
ALE RD WR
RESET
EA
AD0～AD7
CE
A
IO/M
81C55
ALE
B
RD
WR RESET C
TIME IN
TIME OUT
81C55的接口方法
RAM地址： 01111110 00000000B（7E00H）~ 01111110 11111111B （7EFFH）
1G 2G
+5V
10K×8
10K
ON
≥1
12 34 5 67 8
≥1
SW1~SW8
驱动LED数码管示例
P0
WR
80C51
P2.7 P2.6 P2.5 CBA
74LS138
Y0 Y1 Y2
≥1 ≥1 ≥1
D1
Q1
D2
Q2
74LS373
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
D8 G Q8
1
D1
Q1
D2
::
::
D0 Q0
DB
D7
DQ
Q7
GQ
D6
DQ
Q6
GQ
:
:
:
D0
DQ
Q0
GQ
G
OE
程序存储器的扩展
P2.0-P2.6 ALE P0
80C31
EA
PSEN
74LS573
G OE
D7 Q7 :: :: D0 Q0
A8-A14
27C256
A7 : : A0
CE
D0～D7
OE
数据存储器的扩展
P2.7 P2.0-P2.4
EA
AD0～7
PB7 PB6
PB5
CE
PB4
IO/M
PB3 PB2
PB1
PB0
81C55
ALE RD
WR RESET PC2
PC1 PC0
PA5 PA4 PA3 PA2 PA1
PA0
+5V
7407×2
17 11 5 7406
d p
gf e dc ba
16 15 14 13 12
10 9
87
6
4
3
21
0
100Ω×8
共阴极 LED
5.1KΩ×3
LCD接口及其扩展
引脚01：VSS，接地引脚 引脚02：VDD，接+5V电源 引脚03：VL，对比度调整端 引脚05：RW，读/写选择端 引脚06：E，使能端 引脚07~14：D0～D7，8位双向数据线 引脚15：BLA，背光正极 引脚16：BLK，背光负极
TM2TM 工作方
1
式
说
明
00 方式0 空操作，对计数器无影响
01 方式1 使计数器停止计数
10 方式2 减1计数器回0后停止工作
未计数时，送完初值及方式后立即启
11
方式3
动计数； 正在计数时，重置初值后，减1计数器
回0则按新计数初值计数
工作方式设置及状态字格式
状态字格式
7
6
5
4
3
2
1
0
TIME R
81C55的接口方法
I/O端口的地址：
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
0 × × × × × × 1 ××××× 1 00
0 × × × × × × 1 ××××× 1 01
I/O口 命令/状态口 A口 B口 C口 计数器低8位 计数器高6位及方 式
81C55的接口方法
P0
P2.7 P2.0
80C51
ALE RD WR RESET
34 PB5 33 PB4 32 PB3
CE ALE
31 PB2
RD
30 PB1
WR
29 PB0 RESET
28 PA7
命令/状态 寄存器
27 26
PA6 PA5
TIMER IN
25 PA4
计数器
24 PA3 TIMER OUT
23 PA2 22 PA1
GND
21 PA0
VCC A
PA0～PA7
B PB0～PB7
PB
PA
地址：000
PA：A口方向。0--输入；1--输出 PB：B口方向。0--输入；1--输出
IEA：A口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许 IEB：B口的中断允许设置位。0--禁止；1--允许
工作方式设置及状态字格式
PC2PC 1 00 11
01
10
工作方 式
ALT1 ALT2
ALT3
方式3 脉冲，又自动向计数器重装原计数值，回0后又输出单脉
冲，如此循环。
工作方式设置及状态字格式
选通I/O方式的组态
AD0～AD7
INTEA
INTEB RD
WR
A
&
PC0
PC1
PC2
&
PC3
PC4
PC5
B
PA0～PA7
INTRA BFA STBA INTRB BFB STBB
PB0～PB7
81C55的接口方法
Q2
74LS373
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
D8 G Q8
1
D1
Q1
D2
Q2
74LS373
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
D8 G Q8
1
送数
锁存
a
+5V
b
c
d
e
f
g
dp
a
+5V
b
c
d
e
f
g
dp
a
+5V
b
c
d
e
f
g
dp
100Ω×3
81C55接口芯片及其应用
PC3 1 PC4 2 TIMER IN 3 RESET 4 PC5 5 TIMER OUT 6 IO/M 7
ALT4
说
明
A、B口为基本I/O，C口方向为输入
A、B口为基本I/O，C口方向为输出
A口为选通I/O，PC0～PC2作为A口的选 通应答 B口为基本I/O，PC3～PC5方向为输出
A口为选通I/O，PC0～PC2作为A口的选 通应答 B口为选通I/O，PC3～PC5作为B口的选 通应答
工作方式设置及状态字格式
CE 8 RD 9 WR 10 ALE 11 AD0 12 AD1 13 AD2 14 AD3 15 AD4 16 AD5 17 AD6 18 AD7 19 GND 20
81C55
40 VCC
39 PC2 38 PC1
AD0～AD7
37 PC0 36 PB7
256×8
35 PB6 IO/M
静态RAM
C PC0～PC5
81C55的内部编址
内部RAM地址为00H～FFH 内部端口地址 000：命令/状态寄存器
001：A口 010：B口 011：C口 100：计数器低8位 101：计数器高6位及计数器方式设置位
工作方式设置及状态字格式
76543210
TM 2
TM 1
IEB
IEA PC2 PC1
ALE P0
80C31
EA
WR RD
74LS373
G OE D7 Q7 :: :: D0 Q0
CE
+5V
A8-A12
CS
A7
: :
62C64
A0
D0～D7 WE OE
输入/输出及其控制方式
单片机与输入/输出设备的关系
P2 ALE
P0
80C51
INTX RD,WR
74LS373
G OE D7 Q7 :: :: D0 Q0
P2.7
RD
74LS273 74LS244
D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 D8 Q8
CP CLR
L0 +5V
L7 1K×8
1Y1 1A1 1Y2 1A2 1Y3 1A3 1Y4 1A4 2Y1 2A1 2Y2 2A2 2Y3 2A3 2Y4 2A4
80C51单片机的系统扩展
存储器的扩展 输入/输出及其控制方式 81C55接口芯片及其应用 LCD接口及其扩展
程序存储器的扩展
数据总线，P0口；地址总线，高8位P2口、低8 位P0；控制总线，RD、EA、ALE、PSEN
P2 ALE
P0
80C31
G OE
AB
74LS373
D7 Q7
INTE B
BFB
INTR B
INTE A
BFA
INTR A
地址：000
INTRX：中断请求标志 BFX：口缓冲器空/满标志 INTEX：口中断允许/禁止标志 TIMER：计数器计满标志
工作方式设置及状态字格式
计数器输出模式
位号 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 M M T1 T1 T1 T1 T T T T T T T T T T 213 2 1 0 9876543210
P0
P2.7 P2.0
80C51
ALE RD WR
RESET
EA
AD0～AD7
CE
A
IO/M
81C55
ALE
B
RD
WR RESET C
TIME IN
TIME OUT
81C55的接口方法
RAM地址： 01111110 00000000B（7E00H）~ 01111110 11111111B （7EFFH）
1G 2G
+5V
10K×8
10K
ON
≥1
12 34 5 67 8
≥1
SW1~SW8
驱动LED数码管示例
P0
WR
80C51
P2.7 P2.6 P2.5 CBA
74LS138
Y0 Y1 Y2
≥1 ≥1 ≥1
D1
Q1
D2
Q2
74LS373
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
D8 G Q8
1
D1
Q1
D2
::
::
D0 Q0
DB
D7
DQ
Q7
GQ
D6
DQ
Q6
GQ
:
:
:
D0
DQ
Q0
GQ
G
OE
程序存储器的扩展
P2.0-P2.6 ALE P0
80C31
EA
PSEN
74LS573
G OE
D7 Q7 :: :: D0 Q0
A8-A14
27C256
A7 : : A0
CE
D0～D7
OE
数据存储器的扩展
P2.7 P2.0-P2.4
EA
AD0～7
PB7 PB6
PB5
CE
PB4
IO/M
PB3 PB2
PB1
PB0
81C55
ALE RD
WR RESET PC2
PC1 PC0
PA5 PA4 PA3 PA2 PA1
PA0
+5V
7407×2
17 11 5 7406
d p
gf e dc ba
16 15 14 13 12
10 9
87
6
4
3
21
0
100Ω×8
共阴极 LED
5.1KΩ×3
LCD接口及其扩展
引脚01：VSS，接地引脚 引脚02：VDD，接+5V电源 引脚03：VL，对比度调整端 引脚05：RW，读/写选择端 引脚06：E，使能端 引脚07~14：D0～D7，8位双向数据线 引脚15：BLA，背光正极 引脚16：BLK，背光负极
TM2TM 工作方
1
式
说
明
00 方式0 空操作，对计数器无影响
01 方式1 使计数器停止计数
10 方式2 减1计数器回0后停止工作
未计数时，送完初值及方式后立即启
11
方式3
动计数； 正在计数时，重置初值后，减1计数器
回0则按新计数初值计数
工作方式设置及状态字格式
状态字格式
7
6
5
4
3
2
1
0
TIME R
81C55的接口方法
I/O端口的地址：
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0