单片机原理及接口技术第7章80C51单片机的系统扩展
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74LS373
片外ROM操作时序
片内片外ROM读，用指令MOVC（产生PSEN信号） 片外片外ROM选择，用EA。片外ROM最大容量64K。
【例7-1】读外部ROM时序。
ROM芯片及其扩展方法
常用ROM芯片特性
芯片型号
27C64
27C128
27C256
27C512
容量
8 KB
16 KB
32 KB
64 KB
引脚数
28
28
28
28
读出时间/ns
120
120
90
90
最大工作电流/mA
20
20
20
25
最大维持电流/mA
0.1
0.1
0.1
0.03
注：应注意优先选用CMOS器件，其读出时间短，耗电少。
常用ROM芯片引脚
扩展电路
RAM扩展原理
读操作时序
7.1.2 数据存储器的扩展
【例7-2】若（DPTR）=2030H，片外RAM单元2030H内容为55H，指令MOV A，@DPTR（该指令代码为E0H）所在片外ROM的地址为2314H。
工作方式设置及状态字格式
方式设置
7
6
5
4
3
2
1
0
TM2
TM1
IEB
IEA
PC2
PC1
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
PC2PC1
工作方式
说 明
00
ALT1
A、B口为基本I/O，C口方向为输入
11
CGRAM可定义8个字形
DDRAM有80个单元，但第1行仅用00H~0FH单元，第2行仅用40H~4FH单元
7.4.3 LCD1602模块的命令
序号
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清屏
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标归位
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
输入模式设置
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
无条件传送
查询状态传送
中断传送
DMA传送
7.2.3 单片机扩展TTL芯片的输入/输出
基本扩展电路
驱动LED数码管示例
7.3 81C55接口芯片及其应用
7.3.1 81C55的结构及工作方式
81C55的结构及引脚
81C55的内部编制
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
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
M2
M1
T13
T12
T11
T10
T9
T8
T7
T6
T5
T4
T3
T2
T1
T0
M2M1
输出方式
说 明
00
方式0
单方波输出。计数期间输出低电平，计数器回0后输出高电平。
01
方式1
连续方波输出。计数前半部分输出高电平，后半部分输出低电平。
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 0 0
命令/状态口
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 0 1
A口
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 1 0
B口
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 1 1
S
4
显示与不显示设置
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标或屏幕内容移位选择
0
0
0
0
0
1
S/C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR/L
*
*
6
功能设置
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
CGRAM地址设置
0
0
0
1
CGRAM地址
8
DDRAM地址设置
0
0
1
DDRAM地址
9
读忙标志和计数器地址设置
0
1
BF
计数器地址
10
写DDRAM或CGROM
1
0
要写的数据
第7章 80C51单片机的系统扩展
存储器的扩展
7.1
输入/输出及其控制方式
7.2
81C55接口芯片及其应用
7.3
LCD接口及其扩展
7.4
扩展总线
7.1.1 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口 控制总线，RD、WR、EA、ALE、PSEN
7.1 存储器的扩展
方式3
未计数时，送完初值及方式后立即启动计数； 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
状态字格式
7
6
5
4
3
2
1
0
TIMER
INTEB
BFB
INTRB
INTEA
BFA
INTRA
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
11
读DDRAM或CGROM
1
1
读出的数据
接口电路
7.4.4 LCD1602模块的接口示例
实现程序（略）
I/O端口的地址：
81C55的键盘及显示接口
7.4 LCD接口及其扩展
7.4.1 LCD1602模块的外形与引脚
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
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。
TM2、TM1：计数器工作方式设置位
TM2TM1
工作方式
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
11
结构框图
7.4.2 LCD1602模块的组成
对于2行16字符的显示要增加HD44100驱动器
HD44780本身可以驱动单行16字符或2行8字符
HD44780
由字符发生器CGROM、自定义字符发生器CGRAM和显示缓冲区DDRAM组成。
CGROM存储了不同的点阵字符图形（表7.9 ），每一个字符都有一个固定的代码。
BFB
INTRB
BFA
INTRA
选通方式时，C口的PC0～PC5被定义为A或B口选通I/O方式的应答和控制线
组态逻辑
7.3.2 81C55的接口方法
81C55与单片机的接口
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
I/O口
10
方式2
单脉冲输出。计数器回0后输出一个单脉冲。
11
方式3
连续脉冲输出（计数值自动重装）。计数器回0后输出单脉冲，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。
选通I/O方式的组态
工作方式
PC5
PC4
PC3
PC2
PC1
PC0
ALT1
输入
ALT2
输出
ALT3
输出
BFA
INTRA
ALT4
写操作时序
【例7-3】若（DPTR）=1040H，（A）=88H，指令MOV @DPTR，A（该指令代码为F0H）所在片外ROM的地址为2218H 。
数据存储器扩展方法
常用RAM芯片特性
芯片型号
6264
62128
62256
容量
8 KB
16KB
32 KB
典型工作电流/mA
40
8
8
典型维持电流/mA
C口
0 × × × × × × 1 × × × × × 1 0 0
计数器低8位
0 × × × × × × 1 × × × × × 1 0 1
计数器高6位及方式
RAM地址：01111110 00000000B（7E00H）~ 01111110 11111111B（7EFFH）
ALT2
A、B口为基本I/O，C口方向为输出
01
ALT3
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
10
ALT4
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
PC1、PC2：C口工作方式设置位
2
0.5
0.5
最大存取时间/ns
200
200
200
常用RAM芯片引脚
扩展电路
7.2 输入/输出及其控制方式
7.2.1 输入/输出接口的功能
单片机与输入/输出设备的关系
输入/输接口的功能
对单片机输出的锁存 对输入设备的三态缓冲 信号转换 时序协调
7.2.2 单片机与I/O设备的数据传送方式
片外ROM操作时序
片内片外ROM读，用指令MOVC（产生PSEN信号） 片外片外ROM选择，用EA。片外ROM最大容量64K。
【例7-1】读外部ROM时序。
ROM芯片及其扩展方法
常用ROM芯片特性
芯片型号
27C64
27C128
27C256
27C512
容量
8 KB
16 KB
32 KB
64 KB
引脚数
28
28
28
28
读出时间/ns
120
120
90
90
最大工作电流/mA
20
20
20
25
最大维持电流/mA
0.1
0.1
0.1
0.03
注：应注意优先选用CMOS器件，其读出时间短，耗电少。
常用ROM芯片引脚
扩展电路
RAM扩展原理
读操作时序
7.1.2 数据存储器的扩展
【例7-2】若（DPTR）=2030H，片外RAM单元2030H内容为55H，指令MOV A，@DPTR（该指令代码为E0H）所在片外ROM的地址为2314H。
工作方式设置及状态字格式
方式设置
7
6
5
4
3
2
1
0
TM2
TM1
IEB
IEA
PC2
PC1
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
PC2PC1
工作方式
说 明
00
ALT1
A、B口为基本I/O，C口方向为输入
11
CGRAM可定义8个字形
DDRAM有80个单元，但第1行仅用00H~0FH单元，第2行仅用40H~4FH单元
7.4.3 LCD1602模块的命令
序号
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清屏
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标归位
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
输入模式设置
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
无条件传送
查询状态传送
中断传送
DMA传送
7.2.3 单片机扩展TTL芯片的输入/输出
基本扩展电路
驱动LED数码管示例
7.3 81C55接口芯片及其应用
7.3.1 81C55的结构及工作方式
81C55的结构及引脚
81C55的内部编制
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
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
M2
M1
T13
T12
T11
T10
T9
T8
T7
T6
T5
T4
T3
T2
T1
T0
M2M1
输出方式
说 明
00
方式0
单方波输出。计数期间输出低电平，计数器回0后输出高电平。
01
方式1
连续方波输出。计数前半部分输出高电平，后半部分输出低电平。
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 0 0
命令/状态口
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 0 1
A口
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 1 0
B口
0 × × × × × × 1 × × × × × 0 1 1
S
4
显示与不显示设置
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标或屏幕内容移位选择
0
0
0
0
0
1
S/C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR/L
*
*
6
功能设置
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
CGRAM地址设置
0
0
0
1
CGRAM地址
8
DDRAM地址设置
0
0
1
DDRAM地址
9
读忙标志和计数器地址设置
0
1
BF
计数器地址
10
写DDRAM或CGROM
1
0
要写的数据
第7章 80C51单片机的系统扩展
存储器的扩展
7.1
输入/输出及其控制方式
7.2
81C55接口芯片及其应用
7.3
LCD接口及其扩展
7.4
扩展总线
7.1.1 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口 控制总线，RD、WR、EA、ALE、PSEN
7.1 存储器的扩展
方式3
未计数时，送完初值及方式后立即启动计数； 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
状态字格式
7
6
5
4
3
2
1
0
TIMER
INTEB
BFB
INTRB
INTEA
BFA
INTRA
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
11
读DDRAM或CGROM
1
1
读出的数据
接口电路
7.4.4 LCD1602模块的接口示例
实现程序（略）
I/O端口的地址：
81C55的键盘及显示接口
7.4 LCD接口及其扩展
7.4.1 LCD1602模块的外形与引脚
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
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。
TM2、TM1：计数器工作方式设置位
TM2TM1
工作方式
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
11
结构框图
7.4.2 LCD1602模块的组成
对于2行16字符的显示要增加HD44100驱动器
HD44780本身可以驱动单行16字符或2行8字符
HD44780
由字符发生器CGROM、自定义字符发生器CGRAM和显示缓冲区DDRAM组成。
CGROM存储了不同的点阵字符图形（表7.9 ），每一个字符都有一个固定的代码。
BFB
INTRB
BFA
INTRA
选通方式时，C口的PC0～PC5被定义为A或B口选通I/O方式的应答和控制线
组态逻辑
7.3.2 81C55的接口方法
81C55与单片机的接口
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
I/O口
10
方式2
单脉冲输出。计数器回0后输出一个单脉冲。
11
方式3
连续脉冲输出（计数值自动重装）。计数器回0后输出单脉冲，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。
选通I/O方式的组态
工作方式
PC5
PC4
PC3
PC2
PC1
PC0
ALT1
输入
ALT2
输出
ALT3
输出
BFA
INTRA
ALT4
写操作时序
【例7-3】若（DPTR）=1040H，（A）=88H，指令MOV @DPTR，A（该指令代码为F0H）所在片外ROM的地址为2218H 。
数据存储器扩展方法
常用RAM芯片特性
芯片型号
6264
62128
62256
容量
8 KB
16KB
32 KB
典型工作电流/mA
40
8
8
典型维持电流/mA
C口
0 × × × × × × 1 × × × × × 1 0 0
计数器低8位
0 × × × × × × 1 × × × × × 1 0 1
计数器高6位及方式
RAM地址：01111110 00000000B（7E00H）~ 01111110 11111111B（7EFFH）
ALT2
A、B口为基本I/O，C口方向为输出
01
ALT3
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
10
ALT4
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
PC1、PC2：C口工作方式设置位
2
0.5
0.5
最大存取时间/ns
200
200
200
常用RAM芯片引脚
扩展电路
7.2 输入/输出及其控制方式
7.2.1 输入/输出接口的功能
单片机与输入/输出设备的关系
输入/输接口的功能
对单片机输出的锁存 对输入设备的三态缓冲 信号转换 时序协调
7.2.2 单片机与I/O设备的数据传送方式