输入输出及存储器扩展
微机原理与接口技术复习重点(很有用哦)
25
第二十五页，编辑于星期日：二十一点 四十三 分。
《微机原理及应用》重修
19、简述CPU响应外部可屏蔽中断的前提条件是什么？ 答：有中断源申请、 无内部中断、中断系统是开放的
20、什么是中断向量，中断向量表在内存中的地址范围 是什么？
《微机原理及应用》重修
19. 可编程定时/计数器8253含有 3 个 16 位的定 时/计数器。每个定时/计数器可以通过编程方式来 设定的工作方式有 6 种。
20. 若用4K×1的存储器芯片组成12K字节的内存容量 ，则共需 24 个这样的芯片。
21. 一般情况下，容量为256KB的存储器具有 8 条 数据线， 18 条地址线。
5、列举至少5种程序状态字中的标志位，并简要说明 其功能
答：ZF:全零标志 CF:进位标志 SF:符号位 AF:辅助进位 PF:奇偶校验位 OF:溢出标志
13
第十三页，编辑于星期日：二十一点 四十三分。
《微机原理及应用》重修
6、设字长为8位，用二进制计算15+20的结果，并说 明对状态标志C、A、S、Z的影响。
1000H:0100H，那么该变量的最后一个字节数据的
物理地址是 1010F H。
4
第四页，编辑于星期日：二十一点 四十三分。
《微机原理及应用》重修
13. 8086CPU对外的数据线是 16 条，地址线是
20 条，它的寻址能力为 1M 字节。
14. 数据线和地址线是以 分时复用
方式轮流
使用的。
15.若有如下定义：
17.8086 CPU在I/O单独编址时，对I/O编址最多使用
单片机IO扩展8155(二)
单片机IO扩展8155（二）引言概述：本文是关于单片机IO扩展8155（二）的文档。
单片机IO扩展8155是一种常用的外围芯片，通过它可以扩展单片机的IO口数量，增强单片机的输入输出能力。
本文将从以下五个大点进行阐述：8155的工作原理、连接方式、编程方法、使用注意事项以及实际应用场景。
正文：一、8155的工作原理：1. 了解8155芯片的工作原理非常重要，它包含了输入输出和存储器的功能。
通过将数据存储在8155的内部存储器中，可以对数据进行快速读取和写入。
2. 8155芯片的工作模式有三种，分别是输入模式、输出模式和可编程模式。
根据需要选择合适的模式，以满足不同的应用需求。
二、8155的连接方式：1. 了解8155芯片的引脚连接方式对于正常使用很重要。
典型的连接方式包括将单片机的IO引脚与8155芯片的数据线、地址线和控制线相连。
2. 需要注意的是，在连接过程中要避免引脚连接错误或多余的接触点，以确保连接的稳定性和可靠性。
三、8155的编程方法：1. 编写控制8155芯片的程序非常重要。
通常，需要配置控制字寄存器、设置端口为输入或输出模式，并对数据进行读取和写入。
2. 在编写程序时，可以利用单片机的IO口的编程经验，结合8155芯片的读写操作进行编程。
四、8155的使用注意事项：1. 在使用8155芯片时，需要遵循一些注意事项。
例如，应注意适当的电源供应和地线连接，以确保8155芯片的稳定工作。
2. 此外，还需要注意数据的有效性和稳定性，以及合适的时序和时钟设置。
五、8155的实际应用场景：1. 了解8155芯片的实际应用场景对于深入理解其用途非常重要。
8155芯片广泛应用于电子设备中，例如工业自动化、通信设备和家用电器等领域。
2. 在不同的应用场景中，可以利用8155芯片来实现各种输入输出功能，扩展单片机的能力，并提高整体系统的灵活性和可扩展性。
总结：通过本文的介绍，我们对单片机IO扩展8155（二）有了更深入的了解。
单片机89c51复习题
填空题（每空1分）1、8051有（111 ）条指令。
2、晶振的频率为6MHz时，一个机器周期为（）μS。
3、单片机是把中央处理器，（）（）（）以及I/O接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
4、传输速率是用每秒传送数据位的（）来表示，把它定义为（），单位为（）。
5、所谓最小应用系统是指能维持单片机运行的（）配置系统。
6、单片机复位时P0的值为（）。
7、当PSW4=0,PSW3=1时，工作寄存器Rn，工作在第（）区。
8、当允许定时器1工作在方式1时,控制字TMOD应为（）。
9、当8255工作在方式0时，使PA、PB、PC全用作输出口，控制字应为（）。
10、在R7初值为00H的情况下，DJNZ R7，rel指令将循环执行（）次。
11、当允许定时/计数器1溢出中断时IE控制字应为（）。
12、欲使P1口的低4位输出0，高4位不变，应执行一条（）命令。
13、MCS-51单片机系列有（）个中断源，可分为（）个优先级。
上电复位时（）中断源的优先级别最高。
14、计算机三大总线分别为（）、（）和控制总线。
15、74LS138是具有3个输入的译码器芯片，用其输出作片选信号，最多可在（）块芯片中选中其中任一块。
17、MCS－51指令系统中，ADD与ADDC指令的区别是（）。
18、8051单片机有（）个16位定时/计数器。
19、特殊功能寄存器中，单元地址（）的特殊功能寄存器，可以位寻址。
20、如果存储单元的数据位为8位，当它存放无符号数时，则该数的范围为（）。
21、MCS-51单片机有（）个并行输入/输出口，当系统扩展外部存储器或扩展I/O口时，（）口作地址低8位和数据传送总线，（）口作地址总线高8位输出，（）口的相应引脚会输出控制信号。
22、数据指针DPTR有（）位，程序计数器PC有（）位。
23、EPROM27256芯片的存储容量为（），它的地址线有（）根。
24、欲使P1口的低4位输出0，高4位不变，应执行一条（）命令。
微型计算机原理与接口技术(第4版)___题解及实验指导
微型计算机原理与接口技术（第4版）___题解及实验指导这份大纲旨在为《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》给出一个概览，请参考以下内容。
概述介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念引言微型计算机的发展和应用阐述微型计算机系统的组成和层次结构计算机硬件描述计算机硬件的基本组成包括中央处理器、存储器和输入输出设备讨论硬件的功能和特点计算机软件介绍计算机软件的概念和分类强调操作系统的作用和功能讨论软件的开发和应用微型计算机接口研究计算机与外部设备之间的连接和通信介绍接口的原理和技术分析接口的设计和实现实验指导实验准备介绍进行实验所需的基本准备工作包括实验器材、软件环境和实验原理的研究实验内容提供各章节相关实验的具体内容和步骤引导学生逐步完成实验任务强调实验中的关键点和注意事项实验总结总结每个实验的目的和结果分析实验过程中遇到的问题和解决方法提供实验的评价和改进建议通过这份《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》大纲，学生可以了解该教材的内容和结构，对于研究和实验有一个整体的认识和预期。
本章介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念和背景。
首先，讲解了计算机系统的组成和发展历程，帮助读者了解计算机系统的基本结构和演化过程。
其次，介绍了微型计算机的特点和分类。
通过本章的研究，读者能够建立起对微型计算机原理与接口技术的整体认识和理解。
本章将深入探讨微型计算机的结构和各个功能部件的作用。
首先，介绍了微型计算机的总线结构和数据流动方式，帮助读者了解信息在计算机系统中的传输过程。
然后，讨论了微型计算机的存储器层次结构和主要存储器的特点。
随后，讲解了微型计算机的中央处理器（CPU）的功能和内部结构。
最后，介绍了微型计算机的输入输出系统，包括输入设备和输出设备的种类和原理。
通过本章的研究，读者能够全面了解微型计算机的内部结构和各个功能部件的作用。
本章重点介绍微型计算机的编程技术，包括指令系统和汇编语言编程。
嵌入式系统的输入输出技术
嵌入式系统的输入输出技术嵌入式系统是指以特定应用为目的的计算机系统，它通常包含有限的资源和严格的时间约束。
嵌入式系统普遍应用于消费电子、医疗设备、交通运输、工业控制、航空航天等领域，其计算性能、功耗和体积等特征都需要满足特定的要求。
在嵌入式系统中，输入输出技术是一项非常关键的技术，它涉及到与外界交互的各种方式，例如键盘、显示器、传感器、执行器等等。
本文将介绍嵌入式系统的输入输出技术，包括串口、GPIO、SPI、I2C、USB等几种主要的技术。
串口技术串口是一种基于异步通信的通信方式，它采用了串行传输的方式，通常用于连接嵌入式设备和其他设备。
串口技术属于基础技术，它的优点是通用性强，成本低，使用简单。
常见的串口包括RS232、RS485、UART等等。
在嵌入式系统中，串口通常用于进行调试、控制和数据传输等。
GPIO技术GPIO是英文General Purpose Input/Output的缩写，它是数字电路的基本组成部分，主要用于控制和监测系统中的外设。
GPIO技术的优点是通用性强，支持多种操作方式，可以灵活的连接各种外设。
在嵌入式系统中，GPIO技术常被用于LED指示灯、开关、按钮、蜂鸣器等设备的驱动和输入输出。
SPI技术SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，它是一种同步串行通信的方式，一般用于连接主控器和芯片外设，如存储器、传感器、显示器等。
SPI技术的优点是速度快，支持全双工通信，可以连接多个外设。
在嵌入式系统中，SPI技术常用于连接各种存储器、数字信号处理器、传感器等设备。
I2C技术I2C是英文Inter-Integrated Circuit的缩写，它是一种同步串行通信的方式，通常用于连接微控制器、EEPROM、实时时钟、传感器等芯片。
I2C技术的优点是速度比SPI慢，但是设备可以带有独立地址和多控制器书写能力，可以连接多个外设。
在嵌入式系统中，I2C技术被广泛应用于连接各种传感器、存储器、IO扩展器等设备。
单片机系统扩展技术
单片机系统扩展技术1. 引言单片机是一种集成了处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。
单片机系统的应用范围广泛，涵盖了从工业自动化到家电控制等多个领域。
然而，随着应用需求的不断增加，单片机系统的功能往往面临着限制。
为了满足更高的要求，需要使用扩展技术来增强单片机系统的功能。
本文将介绍一些常见的单片机系统扩展技术。
2. 外部存储器扩展技术在某些应用场景中，单片机的内部存储器容量可能不足以存储所有的数据和程序。
这时可以通过外部存储器扩展技术来扩大系统的存储容量。
常见的外部存储器包括SD卡、EEPROM和闪存等。
2.1 SD卡扩展SD卡是一种常用的便携式存储介质，具有容量大、速度快和易于移植的特点。
通过使用SD卡模块，可以将SD卡连接到单片机系统中，并使用相应的驱动程序实现对SD卡的读写操作。
这样可以使单片机系统具备更大的存储容量，以便存储更多的数据和程序。
2.2 EEPROM扩展EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种可擦写的非易失性存储器。
通过使用外部连接的EEPROM芯片，可以在单片机系统中实现额外的存储容量。
EEPROM的读写速度相对较慢，但具有较高的可擦写次数和较低的功耗，适合存储一些需要长期保存的数据。
2.3 闪存扩展闪存是一种常见的存储介质，具有容量大、读写速度快和抗震动的特点。
通过使用外部连接的闪存芯片，可以在单片机系统中实现更大的存储容量。
闪存的读写速度相对较快，适合存储需要频繁读写的数据和程序。
3. 通信接口扩展技术在一些应用中，单片机系统需要与外部设备进行通信，例如传感器、执行器和其他单片机等。
为了实现与这些外部设备的通信，可以通过扩展通信接口来满足需求。
3.1 UART扩展UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常见的串行通信接口。
四 MCS-51单片机存储器系统扩展
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
IO接口的扩展(8155)
三、用可编程接口芯片扩展
1. 8155 RAM/IO扩展芯片介绍 ⑴8155RAM和I/O口的寻址 8155 共有256个字节RAM ，可以 安排在64k字节外RAM空间的任一区域 中，具体由CE、IO/M与MCS-51单片 机的高位地址线的连接方法确定。单片 机访问时应使CE＝0，IO/M＝0；片内 单元由AD0～AD7确定。
三、用可编程接口芯片扩展
1. 8155 RAM/IO扩展芯片介绍
⑹PC端口：这是6位端口，可作为输 入口、输出口或作为PA、PB的联络 线。
三、用可编程接口芯片扩展
1. 8155 RAM/IO扩展芯片介绍
⑺定时器/计数器：由两个8位寄存器 构成，其中14位作为计数初值寄存 器和计数器，还有两位用于选择输 出方式；其格式如图4.26所示； 定时器输出波形如图4.27所示。
图4-29 8031和8155接口的键盘、显示电路
开始
置初值：扫描数位初值→R3 显示缓冲器首址→R0
返回主程序
扫描模式→PA口
Y N
所有数位都显 示完否
要显示的数值→A
查找数值的字形代码
修正显示缓冲地址值
相应的字形代码→ PB口字形代码寄存器
显示1ms
图4-30 扫描显示子程序流程图
现设要显示的数据存入地址号为30H~37H的片内RAM作为显示缓冲 区。采用动态扫描显示，每位显示1ms。显示子程序如下： 初始化程序： OGM: MOV DPTR,#0FD00H MOV A,#03H MOVX @DPTR,A ；显示子程序 DIR: MOV R0,#30H MOV R3,#01H LD0: MOV A,R3 MOV DPTR,#0FD01H MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,@R0 MOV A,#0DH 代 ;控制字→控制寄存器中
第6章 89c51系列单片机的扩展
74LS373,直接从P0口送到数据总线上。
2. 最小系统工作时序
如下图所示：
一个机器周期 S1 ALE
一个机器周期
S2 S3
S4
S5
S6
S1
S2 S3
S4
S5
S6
PSEN
P2 PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
PCL输出有效
PCL输出有效
PCL输出有效
PCL输出有效
最小系统的工作时序
PCL 输出 有效
P2口送PCH 信息，P0口送PCL 信息和输 入指令。在每一个Tcy中，ALE两次有效， PSEN两次有效。ALE第一次发生在S1P2和 S2P1期间,在S2状态周期内,ALE下降沿将P0 口低8位地址信息PCL锁入74LS373。在S4状 态周内，PSEN上升沿将指令读入CPU。
VppVccCE GND
A7 A8 23 22 A10 19
I/O
74LS373 8Q 8D
GND G OE
A0
2716
28 39 O0 . . O7 OE 20
32
P0口具有分时传送低8位地址和8位数据 信息的复用功能。通过ALE信号与地址锁存
器配合使用，从而使得地址信息和数据信息
区分开。
工作原理如下：
2. 具体应用
使用单片E2PROM扩展外部程序存储器
一 片 2864E2PROM 和 地 址 锁 存 器
74LS373构成MCS-51系列单片机中8031
单片机扩展电路(二)
单片机扩展电路（二）引言概述：在单片机应用中，扩展电路是必不可少的，它能够有效地提升单片机的功能和性能。
本文将介绍单片机扩展电路的设计原则和一些常用的扩展电路，旨在帮助读者更好地理解和应用单片机的扩展电路。
正文内容：一、IO扩展电路1. 使用74HC595芯片进行8位输出扩展2. 使用PCF8574芯片进行8位输入扩展3. 使用双向移位寄存器实现输入输出模式切换4. 使用IO扩展板实现大量IO口的扩展5. 使用IO扩展芯片实现I2C总线扩展二、ADC和DAC扩展电路1. 使用ADC0804芯片进行模拟量采集2. 使用MAX11615芯片进行多通道模拟量采集3. 使用DAC0832芯片进行模拟量输出4. 使用R-2R网络实现更高精度的模拟量输出5. 使用PWM信号和低通滤波器实现模拟量输出三、串口扩展电路1. 使用MAX232芯片进行RS232电平转换2. 使用USB转串口模块实现USB接口扩展3. 使用蓝牙模块实现无线串口扩展4. 使用WiFi模块实现无线串口扩展5. 使用以太网模块实现网络串口扩展四、定时器和计数器扩展电路1. 使用74HC161芯片进行多位计数2. 使用74HC4040芯片进行二进制计数3. 使用CD4541B芯片进行定时器功能扩展4. 使用定时器模块实现精确的时间测量5. 使用定时器和中断实现实时时钟功能五、存储器扩展电路1. 使用24CXX系列芯片进行I2C存储器扩展2. 使用AT24C256芯片进行大容量存储器扩展3. 使用SD卡进行存储器扩展4. 使用EEPROM芯片进行非易失性存储器扩展5. 使用Flash芯片进行可擦写存储器扩展总结：单片机扩展电路的设计具有很大的灵活性，可以根据具体应用需求选择不同的扩展电路。
本文对IO扩展电路、ADC和DAC扩展电路、串口扩展电路、定时器和计数器扩展电路以及存储器扩展电路进行了详细介绍，希望读者能够通过学习掌握单片机扩展电路的设计方法和应用技巧，为自己的项目开发提供更多的选择和可能性。
单片机课件8 单片机的存储器的扩展
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。
计算机原理--存储器和输入输出设备和总线
计算机原理－存储器和I/O设备和总线前言前一篇文章介绍了冯诺依曼体系结构的计算机的基本工作原理，其中主要介绍了CPU的结构和工作原理。
这一篇主要来介绍存储区，总线，以及IO设备等其他几大组件，来了解整个计算机是如何工作的。
这些东西都是看得见摸得着的硬件，平时我们买电脑时最关注的就是CPU的速度，内存的大小，主板芯片等等的参数。
1. 存储器前面我们以一个简单通用的计算机模型来介绍了CPU的工作方式，CPU执行指令，而存储器为CPU提供指令和数据。
在这个简单的模型中，存储器是一个线性的字节数组。
CPU可以在一个常数的时间内访问每个存储器的位置，虽然这个模型是有效的，但是并不能完全反应现代计算机实际的工作方式。
1.1 存储器系统层次结构在前面介绍中，我们一直把存储器等同于了内存，但是实际上在现代计算机中，存储器系统是一个具有不同容量，不同访问速度的存储设备的层次结构。
整个存储器系统中包括了寄存器、Cache、内部存储器、外部存储。
下图展示了一个计算机存储系统的层次图。
层次越高速度越快，但是价格越高，而层次越低，速度越慢，价格越低。
相对于CPU来说，存储器的速度是相对比较慢的。
无论CPU如何发展，速度多块，对于计算机来说CPU总是一个稀缺的资源，所以我们应该最大程度的去利用CPU。
其面我们提到过CPU周期，一个CPU周期是取1条指令的最短的时间。
由此可见，CPU周期在很大程度上决定了计算机的整体性能。
你想想如果当CPU去取一条指令需要2s，而执行一个指令只需要2ms，对于计算机来说性能是多么大的损失。
所以存储器的速度对于计算机的速度影响是很大的。
对于我们来说，总是希望存储器的速度能和CPU一样或尽量的块，这样一个CPU周期需要的时钟周期就越少。
但是现实是，这样的计算机可能相当的昂贵。
所以在计算机的存储系统中，采用了一种分层的结构。
速度越快的存储器容量越小，这样就能做到在性能和格之间的一个很好的平衡。
价1.2 存储技术计算机的发展离不开存储器的发展，早起的计算机没用硬盘，只有几千字节的RAM可用。
AT89S51单片机最小系统组成及存储器的扩展
第五章A T89S51单片机最小系统组成及存储器的扩展本章主要讲述了单片机系统的最小组成以及各种存储器电路的扩展方法，特别对GAL译码方法进行了讨论。
5.1 单片机最小系统组成能使单片机工作的最少器件构成的系统称为单片机的最小系统。
对于AT89S51单片机，由于其内部有4K可在线编程的Flash存储器，用它组成最小系统时，不需机外扩程序存储器，只要有复位电路和时钟电路即可，因此，由A T89S51单片机组成的最小系统如图5.1所示：图5.1是一个实际应用的最小系统，74HC14可以提高复位的可靠性；另外，当P0用作I/O口时，需要接10k~20k 的上拉电阻。
5.2 单片机的时序时序就是进行某种操作时，各种数据、控制信号先后出现的顺序。
单片机的工作时序是个很重要的概念，了解时序是进行硬件电路设计的第一步5.2.1 单片机取指和执行时序运行单片机程序时，总是按照取指、译码、执行，再取指、再译码、再执行的顺序进行。
为了说明CPU的时序，把12个振荡周期称为一个机器周期，2个振荡周期被称为一个状态（state），每个状态中，前一个振荡周期被称为相（Phase）1，第二个振荡周期被称为相（Phase）2，这样任何一个振荡周期都可以用SiPj（i=1~6;j=1~2）来表示。
ALE信号总是在一个机器周期的S1P2、S2P1和S4P2、S5P1被激活。
单周期指令总是从S1P2开始取指，当操作码被锁存到指令寄存器时，如果是双字节指令，在同一机器周期的S4读第二个字节代码；如果是个单字节指令，在S4仍会读一次，但这次读到的内容将被忽略或丢弃。
在任何情况下，指令都是在S6P2执行完毕。
单周期、单字节指令和单周期、双字节指令的取指、执行过程如图5.2的（A）、（B）所示。
A T89S51单片机的指令中，大多数指令都是单周期或双机器周期指令，只有乘法指令（MUL，multiply）和除法指令（DIV，divide）需要四个机器周期才能完成。
fx3u扩展寄存器用法 -回复
fx3u扩展寄存器用法-回复FX3U扩展寄存器用法在工业自动化控制领域，使用可编程逻辑控制器（PLC）进行控制是非常常见的。
Mitsubishi Electric生产的FX3U系列PLC是一种常用的PLC，它被广泛应用于各种自动化应用。
FX3U PLC具有内部存储器和扩展存储器，其中扩展存储器可以提供额外的存储空间，用于存储和处理更多的数据和程序。
扩展存储器基于寄存器的概念，分为输入寄存器、输出寄存器、定时器/计数器和数据寄存器等类型。
本文将介绍FX3U扩展寄存器的用法，并提供一系列步骤来详细解释如何使用它们。
第一步：了解FX3U扩展寄存器的不同类型在使用FX3U扩展寄存器之前，首先需要了解它们的不同类型和功能。
以下是FX3U扩展寄存器的常见类型：1. 输入寄存器（X寄存器）：用于存储与输入设备（如传感器）相关的数据。
可以通过外部信号的状态来更新其值。
2. 输出寄存器（Y寄存器）：用于存储与输出设备（如电磁阀）相关的数据。
可以通过设置其值来控制输出设备。
3. 定时器/计数器寄存器（T/C寄存器）：用于存储与定时器和计数器相关的数据。
4. 数据寄存器（D寄存器）：用于存储任意类型的数据，如整数、浮点数等。
可以通过编程来读取、写入和处理数据。
以上是FX3U扩展寄存器的常见类型，每个类型都具有不同的用途和特点。
在实际应用中，根据具体的控制需求和信号传输要求，可以选择适当的寄存器类型。
第二步：了解FX3U扩展寄存器的地址范围在开始使用FX3U扩展寄存器之前，需要了解其地址范围。
FX3U扩展寄存器的地址范围是从X0000到XFFFF，Y0000到YFFFF，T0000到TFFFF，D0000到DFFFF等。
其中，X表示输入寄存器，Y表示输出寄存器，T表示定时器/计数器寄存器，D表示数据寄存器。
这些寄存器的地址可以通过编程软件（如GXDeveloper）进行配置和访问。
第三步：编写程序访问FX3U扩展寄存器编写程序来访问FX3U扩展寄存器是使用扩展寄存器的关键步骤。
可编程控制器原理及应用 第二版 课后答案 (王庭有 著)国防工业出版社
习题一1. 什么是可编程控制器？可编程控制器是一种工业控制计算机，简称PLC（Programmable Logic Controller）或PC（Programmable Controller）。
因为个人计算机也简称PC（Personal Computer），为避免和个人计算机相混淆，一般简称可编程控制器为PLC。
2. 什么是可编程控制器的I/O接口电路？可编程控制器的I/O接口电路由哪几部分组成？I/O接口电路的作用是什么？I/O接口电路是可编程控制器连接外部设备的接口电路。
I/O接口电路包括输入模块、输出模块、编程器接口、存储器接口、扩展板接口、特殊模块接口和通讯接口。
I/O接口电路是可编程控制器和外界交换信息的通道。
I/O接口电路实现可编程控制器与外部设备的信息交换。
输入模块用来接收和采集输入信号，输出模块用来把可编程控制器产生的控制信号传送到其控制对象上，编程器接口主要用于把编程器连接到可编程控制器，存储器接口用于扩展存储器，扩展板接口用于连接扩展板（如通讯扩展板），特殊功能模块接口用于把特殊功能模块（如A/D模块、D/A模块）连接到可编程控制器上，通讯接口用于可编程控制器之间或可编程控制器与上位机之间的通讯。
3. 什么是软继电器？试比较软继电器和真实的继电器的异同。
可编程控制器中的输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器等称为软继电器（软电器），它们只是用来描述可编程控制器的控制功能的一种等效电器，不是真正的继电器。
①相同点电气结构相同：均由线圈和触点（常开触点和常闭触点）组成。
工作原理相同：当线圈通电时，常开触点闭合，常闭触点断开；当线圈断电时，常开触点断开，常闭触点闭合。
②不同点电气符号不同：真实继电器的电气符号由国家标准规定，软继电器的电气符号由可编程控制器厂家规定。
触点数量不同：真实继电器只有有限对触点，软继电器有无穷对触点。
形态不同：真实继电器有形状、有尺寸，是一种实实在在的电器实体；软继电器只是计算机中的存储位或存储单元，是电子电路。
电子教案与课件：《单片微机原理及应用基础教程》 第5章 单片机系统扩展的原理及方法
Micro Control System 51 Series
机械电子工程系
主讲：陈慧
8
2. 总线驱动器74LS244及74LS245
双向三态数据缓冲器。 含16个三态驱动器， 分两组，每方向8个
驱动方向控制端，若
DIR=1，驱动方向左
→右；若DIR=0，驱
该端低电平时三态门打开； 当G=1，输出同输入； 高电平时，输出呈高阻。 当G由1变为0时，输入数据打入锁存器保存。
Micro Control System 51 Series
机械电子工程系
主讲：陈慧
7
5.1.2 常用扩展器件简介
2. 总线驱动器芯片
51单片机的并行总线端口P0~P3的驱动能力很 有限（例如P0用作输出可驱动8个LSTTL负载，其输 出电流约为800μA），因此常常需要进行总线驱动。
机械电子工程系
主讲：陈慧
22
1. EPROM2764主要引脚定义
13位地址线
8位数据线
输出允许 信号端
机械电子工程系
Micro Control System 51 Series 主讲：陈慧
片选端
23
2. 程序存储器与CPU的连接方法
➢ 地址线的连接: 1）字选: 把存储器的地址线与系统地址线对应相连 2）片选线: 线选法或译码法
片选的实现方法
译码法
译码法是系统地址线经过译码器译码后，以其译码输 出作为存储器（或I/O）芯片的片选信号。译码法又分为全 译码和部分译码两种。
➢ 全译码 全译码方式下，每一个片选信号的地址均是唯一的。
➢ 部分译码 部分译码方式下，每一个片选信号的地址不唯一。但
8031单片机各种系统扩展
单片机系统扩展在由单片机构成的实际测控系统中，最小应用系统往往不能满足要求，因此在系统设计时首先要解决系统扩展问题。
单片机的系统扩展主要有程序存储器（ROM）扩展，数据存储器（RAM）扩展以及I/O口的扩展。
MCS-51单片机有很强的扩展功能，外围扩展电路、扩展芯片和扩展方法都非常典型、规范。
本章首先通过实训初步了解扩展的方法及应用，然后详细讨论各种扩展的常见电路、芯片以及使用方法。
实训6 片外RAM对信号灯的控制及可编程I/O口的应用1.实训目的(1) 掌握扩展片外RAM的方法及使用。
(2) 熟悉8155可编程接口芯片的内部组成。
(3) 掌握8155初始化的方法及I/O口的使用。
(4) 了解8155内部定时器和RAM的编程使用。
(5) 认识片外RAM及8155相关地址的确定。
2.实训设备和器件实训设备：单片机开发系统、微机。
实训器件：实训电路板1套。
3.实训电路图下图为实训电路图，与附录1中的电路图连接完全相同。
图6.1 实训6电路图4.实训步骤与要求1)查阅附录实训电路板原理图及芯片手册，初步认识51单片机扩展片外RAM 所使用的芯片6264的管脚排列，以及与单片机的连接关系；初步分析8155与单片机的连接及三个I/O口与外部LED的关系。
2)将电路板与仿真器连接好。
3)输入参考程序1，汇编并调试运行，观察P1口发光二极管的亮灭状态。
4)输入参考程序2，汇编并调试运行，观察电路板中LED(共阴极)的显示情况。
参考程序1：对片外RAM写入数据并输出，控制P1口的亮灭状态。
ORG 0000HMOV DPTR,#1000H ；指向片外RAM的首地址MOV A,#0FEH ；设置第一个要送入的数据MOV R1,#08H ；设循环次数WRITE: MOVX @DPTR,A ；向RAM中写入数据INC DPTR ；片外RAM地址加1CLR CYRL A ；更新数据DJNZ R1,WRITE ；8次未送完，继续写入，否则顺序执行下一条指令MOV R1,#08H ；再次设置循环次数START: MOV DPTR,#1000H ；指向第一个数据单元1000HREAD: MOVX A,@DPTR ；读出数据到A累加器MOV P1,A ；送P1口点亮发光二极管LCALL DELAY ；延时一段时间INC DPTR ；更新地址DJNZ R1,READ ；连续读出8个数据，送P1口显示SJMP START ；8个数据读完，继续从第一个数据单元开始。
- 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)。
外设是否已为数据输入输出作好了准备，只有在确认
外设已“准备好”的情况下, CPU才能执行数据输入 / 输出操作。通常把通过程序对外设状态的检测称之为
“查询”, 所以这种有条件的传送方式又叫做程序查询
方式。查询的流程图如图5―1所示。
第5章 输入/输出及存储器扩展
图5―1 查询方式流程图
第5章 输入/输出及存储器扩展
1. 独立编址方式
2. 统一编址方式
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.2 输入/输出传送方式
5.2.1 无条件传送方式 无条件传送也称为同步程序传送, 类似于CPU和存 储器之间的数据传送。只有那些一直为数据I/O传送作 好准备的外部设备, 才能使用无条件传送方式。这种传 送方式不需要测试外部设备的状态, 可以根据需要随时
第5章 输入/输出及存储器扩展
② 采用Intel MCS-80/85微处理器外围芯片来扩展。
③ 采用为MCS-48系列单片机设计的一些外围芯片, 其中许多芯片可直接与MCS-51系列单片机连用。 ④ 采用与MCS-80/85外围芯片兼容的其它一些通 用标准芯片。
第5章 输入/输出及存储器扩展 5.3.3 常用的扩展器件简介
第5章 输入/输出及存储器扩展
控制总线: 扩展系统时常用的控制信号为:
ALE——地址锁存信号, 用以实现对低8位地址的锁存。
PSEN ——片外程序存储器取指信号。 RD ——片外数据存储器读信号。 WR ——片外数据存储器写信号。 图5―2为单片机扩展成3总线结构的示意图。 这样一来, 扩展芯片与主机的连接方法同一般3总线结构的微型计算机就完 全一样了。 对于MCS-51系列单片机而言, Intel 公司专门为它们 配套生产了一些专用外围芯片, 使用起来就更加方便。
该系统的特点如下:
第5章 输入/输出及存储器扩展
(1) 系统有大量的I/O线可供用户使用: P0、 P1、 P2、 P3四个
口都可以作为I/O口使用。 (2) 内部存储器的容量有限, 只有128 B的RAM和4 KB的程序存
储器。
(3) 应用系统的开发具有
特殊性, 由于应用系统的
P0口、 P2口在开发时需 要作为数据、 地址总线,
第5章 输入/输出及存储器扩展
P2口如外接总线驱动器， 可用单向的72LS244,
其连接图如图5―6(a)所示。 它的两个控制端 1G 和2G 均 接地， 相当于8个三态门均打开， 数据从P2口到A8～
A15端直通， 也就是说。 此处采用74LS244纯粹是为了
增加驱动能力而不加任何控制。
第5章 输入/输出及存储器扩展
有效时 G ( 为低电平 )， 由DIR端控制驱动方向： G
在控制端
DIR为“1”时方向从左到右(输出允许)， DIR为“0”时方向从右 到左(输入允许)。 74LS244和74LS245的引脚图如图5―5所示。
第5章 输入/输出及存储器扩展
图5―5 总线驱动器芯片管脚图
(a) 单向驱动器74LS244; (b) 双向驱动器74LS245
故这两个口上的硬件调试
只能用模拟的方法进行。
第5章 输入/输出及存储器扩展
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。 由于一般用作程序存储器的 EPROM芯片不能锁存地址, 故扩展时还应加1个锁存器, 构成一个3片最小系统, 如图 4―1(b)所示。 该图中 74LS373为地址锁存器, 用于 锁存低8位地址。
译码器一起作用时也可以实现对8片
要通过输入设备送到计算机; 而计算的结果和计算机产
生的各种控制信号又需通过输出设备输出到外部设备。 数据传送的类型： 1、CPU与存储器之间的传送 2、CPU与外设之间的传送
第5章 输入/输出及存储器扩展
计算机的 I/O操作 , 即 CPU 和外部设备之间的数据
传送却十分复杂。 主要表现在以下几个方面： (1) 外部设备的工作速度与计算机相比要低得多。 (2) 外部设备的种类繁多, 有机械式、 机电式及电 子式等等。
由于CPU的工作速度很快, 传送1次数据(包括转入中断和退
出中断 ) 所需的时间很短。对外设来讲 , 似乎是对 CPU发出数据 传送请求的瞬间, CPU就实现了；对主程序来讲, 虽然中断了1
个瞬间, 但由于时间很短, 也不会有什么影响。
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.3 系统扩展
5.3.1 最小应用系统
递，并可由编程人员寻址进行读写的寄存器。
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.1.3 I/O的编址方式
在计算机中, 凡需进行读写操作的设备都存在着编 址问题。 具体说来在计算机中有两种需要编址的器件： 一种是存储器, 另一种就是接口电路。 存储器是对存 储单元进行编址, 而接口电路则是对其中的端口进行编 址。 对端口编址是为I/O操作而进行的, 和统一编址方式。 因此也称为 I/O编址。 常用的I/O编址有两种方式： 独立编址方式
第5章 输入/输出及存储器扩展
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.1 I/O 概 述
5.2 输入/输出传送方式
5.3 存储器的扩展 5.4 I/O口的扩展
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.1 I/O 概 述
5.1.1 I/O接口电路的作用
一个计算机系统的组成, 除了CPU、 存储器外, 还
必须有外部设备。 计算机通过输入 /输出设备和外界进 行通信。 计算机所用的数据以及现场采集的各种信息都
MCS—51单片机系统的扩展中常用的扩展器件如表所示。
E2PROM
2816 2816A 2817 2817A 2864A
2K×8 2K×8 2K×8 2K×8 8K×8
可电檫除，可写可读
能方便与MCS-51相连
12 12 12 12 12
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.3.3.1 锁存器74LS373
第5章 输入/输出及存储器扩展
图5―3 74LS373的结构示意图
第5章 输入/输出及存储器扩展
图5―4 74LS373用作地址锁存器
第5章 输入/输出及存储器扩展 74LS373是高电平触发选通，当使能端有效时，
输出直接跟随输入变化，当使能端由高变低时，才 将输入状态锁存直到下一次使能信号变高为止。因 此在选用74LS373作单片机地址锁存时，可直接将 单片机的ALE信号加到它们的使能端。
第5章 输入/输出及存储器扩展
图5―7 74LS138管脚图
第5章 输入/输出及存储器扩展
表5―2 74LS138的译码关 系
第5章 输入/输出及存储器扩展
74LS139为双2-4译码器 74LS139为双2-4译码器，其中 含有两个完全独立的译码器，每个 译码器有2个输入端，经过译码后在 输出端产生4选1的片选信号，两个
5.2.3 中断传送方式
由于查询传送方式为CPU主动要求传送数据,而它又不能控 制外设的工作速度,因此只能用等待的方式来解决配合的问题。 中断方式则是在外设为数据传送作好准备之后, 就向CPU发出 中断请求信号 (相当于通知 CPU)， CPU接收到中断请求信号之 后立即作出响应, 暂停正在执行的原程序(主程序), 而转去为外 设的数据输入输出服务，待服务完之后程序返回 , CPU再继续 执行被中断的原程序。
进行数据传送操作。无条件传送方式适用于以下两类
外部设备的输入输出：
第5章 输入/输出及存储器扩展
(1) 外设的工作速度非常快, 足以和CPU同步工作。
(2) 具有常驻的或变化缓慢的数据信号的外设。 5.2.2 查询传送方式 查询传送又称为条件传送, 即数据的传送是有条件 的。 在输入/输出之前, 先要检测外设的状态, 以了解
锁存器74LS273
74LS273内部由8个边沿触发的D触发器组成， 在时钟信号的正跳变完成对输入信号的锁存。但
MCS-51单片机中的ALE是高电平有效，而在
ALE的后沿应完成地址锁存，因此应将ALE通过 反向器后再加到锁存器的时钟端。注意74LS273
是带清除端的，用作地址锁存时，应将清除端
CLR接高电平。 管脚图
图5―1 MCS—51系列最小化系统
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.3.2 系统扩展的内容与方法
1. 单片机的三总线结构 当单片机最小系统不能满足系统功能的要求时, 就需要 进行扩展。 为了使单片机能方便地与各种扩展芯片连接, 常 将单片机的外部连线变为一般的微型计算机3总线结构形式。 对于MCS-51系列单片机, 其3总线由下列通道口的引线组成: 地址总线: 由P2口提供高8位地址线, 此口具有输出锁存 的功能, 能保留地址信息。 由P0口提供低8位地址线。 数据总线: 由P0口提供。 此口是双向、 输入三态控制 的8位通道口。
第5章 输入/输出及存储器扩展
5.3.3.2 总线驱动器74LS2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4, 74LS245
总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲器， 74LS244为单向三态数据缓冲器，而74LS245为双向三态数据缓
冲器。 单向的内部有8个三态驱动器， 分成两组， 分别由控制
端
1G 控制； 和 2G 双向的有16个三态驱动器， 每个方向8个。
第5章 输入/输出及存储器扩展
图5―2 单片机的3总线结构形式
第5章 输入/输出及存储器扩展
2. 系统扩展的内容与方法
(1) 系统的扩展一般有以下几方面的内容: ① 外部程序存储器的扩展;
② 外部数据存储器的扩展;
③ 输入/输出接口的扩展; ④ 管理功能器件的扩展(如定时/计数器、 键盘/显 示器、 中断优先编码器等)。 (2) 系统扩展的基本方法: ① 使用TTL中小规模集成电路进行扩展。