单片机原理与接口技术8ppt精选课件
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27128与2764一样，也是28个引脚；与2764 不同的是增加了一根地址线（A13，26引脚）， 而2764的26引脚为空脚（NC）。
27128的地址范围是0000H～3FFFH。
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18
§8.3 扩展数据存储器
扩展数据存储器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ间地址同外扩程序存储器一样， 由P2口提供高8位地址，P0口分时提供低8位地址 和用作8位双向数据总线。
（3）紫外线擦除可改写ROM（EPROM）
（4）电擦除可改写ROM（EEPROM或E2PROM）
（5）快擦写ROM（flash ROM）
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14
典型的EPROM芯片有Intel公司的2716(2K×8)、2732(4 K×8)、
2764(8 K×8)、27128(16 K×8)、 27256(32 K×8)、27512(64 K×8)等。
A8~A15
地址 锁存器
A0~A7 D0~A7
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地址总线（AB）
数据总线（DB） 控制总线（CB）
图 扩展的三总线 5
ALE
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3
8031
P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
74LS373
G
VCC
D0
Q0
D1
Q1
D2
Q2
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
A1
A0
D0 2764
D1
D2 27128
D3 D4 D5 D6
D7
PSEN ALE
OE
29
30
返回1
最新课件
图8-6 扩展16KB EPROM 27128系统连接图
17
返回2
3、扩展16 KB EPROM
其扩展方法与2764的扩展方法基本一样，不 同之处只是P2口的高位地址线根据不同容量的芯 片分别接到相应的地址线上，如图8-6。
A7
A10
A6
A9
A5
A8
A4
A3
A2
A1
A0
I/O0 6116
I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O5 I/O6 I/O7
OE WE
27
四、8031外扩32KB EPROM和32KB RAM
图8-11所示电路为8031片外扩展32KB EPROM和32KB RAM连线图。62256的地址为
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9
第一机器周期
第二机器周期
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
ALE
PSEN RD
P2 PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
指令
PCL
指令
PCL
指令
PCL
指令
PCL
指令
P0 输入
输出
输入
输出
输入
输出
输入
输出
输入
PCL输出有效
PCL输出有效
（a）
图8-4 8051访最问新片课外件ROM操作时序图
15
2、扩展8KB EPROM
图8-6是用8031地址线直接外扩8KB EPROM的系统连接图。图中，由8031、 74LS373和2764构成单片机最小系统。
2764的/CE引脚为片选信号输入端，低电平 有效。图中，/CE接地表示选中该2764芯片。该 片选信号决定了2764的8KB存储器在整个8031 扩展程序存储器64KB空间中的位置。根据上述 电路的接法，2764占有的扩展程序存储器地址 空间为0000H～1FFFH。
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26
+5V
40
20
19 VCC XTAL1
VSS
1
P1.0
XTAL2 18
～
+5V
8051
9
RST
P1.7 8
31 EA
21 P2.0
～
10
P3.0(RXD)
11 P3.1(TXD) P2.7 12 P3.2(INT0) P0.1
28 39
13
P3.3(INT1)
14 P3.4(T0)
～
15
第八章 单片机系统扩展及接口技术
§8-0 绪 §8-1 扩展三总线的产生 §8-2 扩展程序存储器 §8-3 扩展数据存储器 §8-4 简单并行I/O的扩展 §8-5 扩展8155可编程外围并行接口芯片 §8-6 扩展8255可编程外围并行接口芯片 §8-7 串行扩展总线接口技术
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1
§8-0 绪
13
（1）掩膜ROM
掩膜ROM简称为ROM，其编程是由半导体制造厂家 完成的。即在生产过程中进行编程。因编程是以掩膜 工艺实现的，因此称掩膜ROM，或写为mask ROM。
（2）可编程ROM（PROM）
这种ROM芯片只能写入一次，其内客一旦写入就不能 再进行修改。一次写入就是一次可编程OTP（One Time Programble），因此通常把可编程ROM （PROM）写为otp ROM。
ALE
PSEN WR
P2
地址A15～A8浮空
P0
指令输入浮空
A7～A0
数据输出
（b）片外数最新据课存件储器写时序
图8-9 8051访问片外RAM操作时序图
地址浮空
地址浮空
25 返回
三、8051扩展2KB RAM
图8-10所示电路为8051、8751地址线直接外扩 2KB静态RAM 6116的连线图。地址为 0000H～07FFH。
OE
GND
+5V
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
图 地最址新总课线件扩展电路
6
一、片外三总线的结构
如图：
1、地址总线（Address Bus，AB） 2、数据总线（Data Bus，DB） 3、控制总线（Control Bus，CB）
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7
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
PCL输出有效
（b）
图8-4 8051访问片最外新R课AM件操作时序图
RET11
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。
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12
二、扩展 EPROM
1、常用的程序存储器芯片
2732引脚功能
A0-A11 地址线
CE
片选线
输出允许 OE/Vpp /编程电源
O0~O7
数据线
2732---4K EPROM
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND
2732
Vcc A8 A9 A11 OE/Vpp A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
图8-5 273最2管新课脚件配置
➢静态（SRAM）和 ➢动态（DRAM）两种。
最新课件
20
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 RAM的功耗低，价格便宜。但动态存储器会增加刷新电路， 因此只适应于较大系统，而在单片机系统中很少使用。
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3
89c51
RAM
ROM
I/O接口
地址总线（AB） 数据总线（DB） 控制总线（CB）
图 89c51系统扩展及接口结构
接口电路（这里指并行接口）作为单片机与外设间的缓冲界面
应具备以下功能：
① 每个端口都具有数据锁存和缓冲功能，以便暂存数据和信息
② 每个端口都具有与CPU进行信息交换的应答信号；
P3.5(T1)
16
P3.6(WR)
17 P3.7(RD)
P0.7
32
74LS373
+5V
VCC GND D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 G OE
+5V
VCC VPP CE GND
A7
A13
A6
A12
A5
A11
A4
A10
A3
A9
A2
A8
最新课件
21
1、静态RAM（SRAM）芯片
目前常用的静态RAM芯片有6116、6264、62256、 628128等。它们的引脚排列如图8-7所示。
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND
6116
Vcc
A8 A9 WE OE A10 CE O7 O6 O5 O4
O3
单片机的程序存储器扩展使用只读存储器芯片。 只读存储器简称为ROM（Read Only Memory）。 ROM存储器是由MOS管阵列构成的，以MOS管的 接通或断开来存储二进制信息。 按照程序要求确定ROM存储阵列中各MOS管状态 的过程叫ROM编程。 根据编程方式的不同，ROM共分为以下5种：
最新课件
③ 具有片选与控制引脚，以作为CPU选中本芯片的片选端和传
送控制命令的被控端；
④ 可用程序选择工作方式和功能，即通常讲的可编程。
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4
§8.1 扩展三总线的产生
通常情况下，微机的CPU外部都有单独的地址总线、数
据总线和控制总线。
P2 ALE
P0 89c51 8751 8031
PSEN WR RD
其中包括： ➢① ALE ➢② /PSEN ➢③ /EA ➢④ /RD和/WR
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8
§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）
2、写片外RAM操作时序 写片外RAM周期时序如图8-9（b）所示。
最新课件
24
ALE
PSEN RD
S1
S2
S3
S4 S5
S6
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
P2
地址A15～A8浮空
P0
指令输入浮空
A7～A0浮空
数据输入浮空
（a）片外数据存储器读时序
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
P3.5(T1)
16
P3.6(WR)
17 P3.7(RD)
P0.7
32
8282
+5V
VCC GND D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 STB OE
PSEN ALE
29
30
最新课件 图8-10 8051扩展2KB RAM
+5V
VCC VSS CE GND
A14 A12
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND
62256
Vcc
WE A13 A8 A9 A11 OE A10 CE O7 O6 O5 O4
O3
图8-7 常用静态RAM芯片引脚图
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22
2、E2PROM
E2PROM既具有ROM的非易失性的优点，又具有 RAM一样随机地进行读/写。既可以扩展为片外 EPROM，也可以扩展为片外RAM。
RDY/BUSY A12
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND
Vcc
WE NC A8 A9 A11 OE A10 CE I/O7 I/O6 I/O5 I/O4
I/O3
图8-最8新E课2P件ROM 2864A引脚图
23
二、访问片外RAM的操作时序
1、读片外RAM操作时序 读片外RAM周期时序如图8-9（a）所示。
0000H～7FFFH; 27256的地址为0000H～ 7FFFH;
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28
P2.7 21
～
P2.0 28
89c51
30 ALE
39 P0.0
～
P0.7 32
PSEN
29
RD WR
17
16
A0 ～ A7
A0
G
+5V
OE 74LS373 GND
片外数据存储器RAM的读和写由8051的/RD （P3.7）和/WR（P3.6）信号控制，而片外程序存
储器EPROM的输出端（/OE）由读选通/PSEN 信号控制。
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19
一、常用的数据存储器芯片
数据存储器就是随机存储器。随机存储器 （Random Access Memory）简称为RAM。 按其工作方式，RAM又分为
RET10
第一机器周期
第二机器周期
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
ALE
PSEN RD
P2 PCH输出
PCH输出
PCH输出或P2输出
PCH输出
PCH输出
指令
P0 输入
PCL 输出
指令 输入
地址 输出
数据 输出
数据 输入
PCL 输出
指令 输入
PCL输出有效
数据地址（低8位） 输出有效
➢为什么要扩展 ➢如何扩展
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2
89C51单片机芯片内集成了计算机的基本功 能部件，已具备了很强的功能。一块芯片就是 一个完整的最小微机系统，但片内存储器的容 量、并行I/O端口、定时器等内部资源都还是有 限的。根据实际需要，89C51单片机可以很方便 地进行功能扩展。
扩展应尽量采用串行扩展方案。通过SPI或 I2C总线扩展E2PROM、A/D、D/A、显示器、看 门狗、时钟等芯片，占用MCU的I/O口线少，编 程也方便。
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16
+5V
40
20
19 VCC XTAL1
VSS
1
P1.0
XTAL2 18
～
+5V
8051
9
RST
P1.7 8
31 EA
21 P2.0
～
10
P3.0(RXD)
11 P3.1(TXD) P2.7 12 P3.2(INT0) P0.1
28 39
13
P3.3(INT1)
14 P3.4(T0)
～
15
27128的地址范围是0000H～3FFFH。
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18
§8.3 扩展数据存储器
扩展数据存储器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ间地址同外扩程序存储器一样， 由P2口提供高8位地址，P0口分时提供低8位地址 和用作8位双向数据总线。
（3）紫外线擦除可改写ROM（EPROM）
（4）电擦除可改写ROM（EEPROM或E2PROM）
（5）快擦写ROM（flash ROM）
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14
典型的EPROM芯片有Intel公司的2716(2K×8)、2732(4 K×8)、
2764(8 K×8)、27128(16 K×8)、 27256(32 K×8)、27512(64 K×8)等。
A8~A15
地址 锁存器
A0~A7 D0~A7
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地址总线（AB）
数据总线（DB） 控制总线（CB）
图 扩展的三总线 5
ALE
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3
8031
P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
74LS373
G
VCC
D0
Q0
D1
Q1
D2
Q2
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
A1
A0
D0 2764
D1
D2 27128
D3 D4 D5 D6
D7
PSEN ALE
OE
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返回1
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图8-6 扩展16KB EPROM 27128系统连接图
17
返回2
3、扩展16 KB EPROM
其扩展方法与2764的扩展方法基本一样，不 同之处只是P2口的高位地址线根据不同容量的芯 片分别接到相应的地址线上，如图8-6。
A7
A10
A6
A9
A5
A8
A4
A3
A2
A1
A0
I/O0 6116
I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O5 I/O6 I/O7
OE WE
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四、8031外扩32KB EPROM和32KB RAM
图8-11所示电路为8031片外扩展32KB EPROM和32KB RAM连线图。62256的地址为
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9
第一机器周期
第二机器周期
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
ALE
PSEN RD
P2 PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
指令
PCL
指令
PCL
指令
PCL
指令
PCL
指令
P0 输入
输出
输入
输出
输入
输出
输入
输出
输入
PCL输出有效
PCL输出有效
（a）
图8-4 8051访最问新片课外件ROM操作时序图
15
2、扩展8KB EPROM
图8-6是用8031地址线直接外扩8KB EPROM的系统连接图。图中，由8031、 74LS373和2764构成单片机最小系统。
2764的/CE引脚为片选信号输入端，低电平 有效。图中，/CE接地表示选中该2764芯片。该 片选信号决定了2764的8KB存储器在整个8031 扩展程序存储器64KB空间中的位置。根据上述 电路的接法，2764占有的扩展程序存储器地址 空间为0000H～1FFFH。
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26
+5V
40
20
19 VCC XTAL1
VSS
1
P1.0
XTAL2 18
～
+5V
8051
9
RST
P1.7 8
31 EA
21 P2.0
～
10
P3.0(RXD)
11 P3.1(TXD) P2.7 12 P3.2(INT0) P0.1
28 39
13
P3.3(INT1)
14 P3.4(T0)
～
15
第八章 单片机系统扩展及接口技术
§8-0 绪 §8-1 扩展三总线的产生 §8-2 扩展程序存储器 §8-3 扩展数据存储器 §8-4 简单并行I/O的扩展 §8-5 扩展8155可编程外围并行接口芯片 §8-6 扩展8255可编程外围并行接口芯片 §8-7 串行扩展总线接口技术
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1
§8-0 绪
13
（1）掩膜ROM
掩膜ROM简称为ROM，其编程是由半导体制造厂家 完成的。即在生产过程中进行编程。因编程是以掩膜 工艺实现的，因此称掩膜ROM，或写为mask ROM。
（2）可编程ROM（PROM）
这种ROM芯片只能写入一次，其内客一旦写入就不能 再进行修改。一次写入就是一次可编程OTP（One Time Programble），因此通常把可编程ROM （PROM）写为otp ROM。
ALE
PSEN WR
P2
地址A15～A8浮空
P0
指令输入浮空
A7～A0
数据输出
（b）片外数最新据课存件储器写时序
图8-9 8051访问片外RAM操作时序图
地址浮空
地址浮空
25 返回
三、8051扩展2KB RAM
图8-10所示电路为8051、8751地址线直接外扩 2KB静态RAM 6116的连线图。地址为 0000H～07FFH。
OE
GND
+5V
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
图 地最址新总课线件扩展电路
6
一、片外三总线的结构
如图：
1、地址总线（Address Bus，AB） 2、数据总线（Data Bus，DB） 3、控制总线（Control Bus，CB）
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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
PCL输出有效
（b）
图8-4 8051访问片最外新R课AM件操作时序图
RET11
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。
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12
二、扩展 EPROM
1、常用的程序存储器芯片
2732引脚功能
A0-A11 地址线
CE
片选线
输出允许 OE/Vpp /编程电源
O0~O7
数据线
2732---4K EPROM
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND
2732
Vcc A8 A9 A11 OE/Vpp A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
图8-5 273最2管新课脚件配置
➢静态（SRAM）和 ➢动态（DRAM）两种。
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20
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 RAM的功耗低，价格便宜。但动态存储器会增加刷新电路， 因此只适应于较大系统，而在单片机系统中很少使用。
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89c51
RAM
ROM
I/O接口
地址总线（AB） 数据总线（DB） 控制总线（CB）
图 89c51系统扩展及接口结构
接口电路（这里指并行接口）作为单片机与外设间的缓冲界面
应具备以下功能：
① 每个端口都具有数据锁存和缓冲功能，以便暂存数据和信息
② 每个端口都具有与CPU进行信息交换的应答信号；
P3.5(T1)
16
P3.6(WR)
17 P3.7(RD)
P0.7
32
74LS373
+5V
VCC GND D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 G OE
+5V
VCC VPP CE GND
A7
A13
A6
A12
A5
A11
A4
A10
A3
A9
A2
A8
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1、静态RAM（SRAM）芯片
目前常用的静态RAM芯片有6116、6264、62256、 628128等。它们的引脚排列如图8-7所示。
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND
6116
Vcc
A8 A9 WE OE A10 CE O7 O6 O5 O4
O3
单片机的程序存储器扩展使用只读存储器芯片。 只读存储器简称为ROM（Read Only Memory）。 ROM存储器是由MOS管阵列构成的，以MOS管的 接通或断开来存储二进制信息。 按照程序要求确定ROM存储阵列中各MOS管状态 的过程叫ROM编程。 根据编程方式的不同，ROM共分为以下5种：
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③ 具有片选与控制引脚，以作为CPU选中本芯片的片选端和传
送控制命令的被控端；
④ 可用程序选择工作方式和功能，即通常讲的可编程。
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§8.1 扩展三总线的产生
通常情况下，微机的CPU外部都有单独的地址总线、数
据总线和控制总线。
P2 ALE
P0 89c51 8751 8031
PSEN WR RD
其中包括： ➢① ALE ➢② /PSEN ➢③ /EA ➢④ /RD和/WR
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8
§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）
2、写片外RAM操作时序 写片外RAM周期时序如图8-9（b）所示。
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ALE
PSEN RD
S1
S2
S3
S4 S5
S6
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
P2
地址A15～A8浮空
P0
指令输入浮空
A7～A0浮空
数据输入浮空
（a）片外数据存储器读时序
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
P3.5(T1)
16
P3.6(WR)
17 P3.7(RD)
P0.7
32
8282
+5V
VCC GND D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 STB OE
PSEN ALE
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最新课件 图8-10 8051扩展2KB RAM
+5V
VCC VSS CE GND
A14 A12
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND
62256
Vcc
WE A13 A8 A9 A11 OE A10 CE O7 O6 O5 O4
O3
图8-7 常用静态RAM芯片引脚图
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2、E2PROM
E2PROM既具有ROM的非易失性的优点，又具有 RAM一样随机地进行读/写。既可以扩展为片外 EPROM，也可以扩展为片外RAM。
RDY/BUSY A12
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND
Vcc
WE NC A8 A9 A11 OE A10 CE I/O7 I/O6 I/O5 I/O4
I/O3
图8-最8新E课2P件ROM 2864A引脚图
23
二、访问片外RAM的操作时序
1、读片外RAM操作时序 读片外RAM周期时序如图8-9（a）所示。
0000H～7FFFH; 27256的地址为0000H～ 7FFFH;
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28
P2.7 21
～
P2.0 28
89c51
30 ALE
39 P0.0
～
P0.7 32
PSEN
29
RD WR
17
16
A0 ～ A7
A0
G
+5V
OE 74LS373 GND
片外数据存储器RAM的读和写由8051的/RD （P3.7）和/WR（P3.6）信号控制，而片外程序存
储器EPROM的输出端（/OE）由读选通/PSEN 信号控制。
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19
一、常用的数据存储器芯片
数据存储器就是随机存储器。随机存储器 （Random Access Memory）简称为RAM。 按其工作方式，RAM又分为
RET10
第一机器周期
第二机器周期
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
ALE
PSEN RD
P2 PCH输出
PCH输出
PCH输出或P2输出
PCH输出
PCH输出
指令
P0 输入
PCL 输出
指令 输入
地址 输出
数据 输出
数据 输入
PCL 输出
指令 输入
PCL输出有效
数据地址（低8位） 输出有效
➢为什么要扩展 ➢如何扩展
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2
89C51单片机芯片内集成了计算机的基本功 能部件，已具备了很强的功能。一块芯片就是 一个完整的最小微机系统，但片内存储器的容 量、并行I/O端口、定时器等内部资源都还是有 限的。根据实际需要，89C51单片机可以很方便 地进行功能扩展。
扩展应尽量采用串行扩展方案。通过SPI或 I2C总线扩展E2PROM、A/D、D/A、显示器、看 门狗、时钟等芯片，占用MCU的I/O口线少，编 程也方便。
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16
+5V
40
20
19 VCC XTAL1
VSS
1
P1.0
XTAL2 18
～
+5V
8051
9
RST
P1.7 8
31 EA
21 P2.0
～
10
P3.0(RXD)
11 P3.1(TXD) P2.7 12 P3.2(INT0) P0.1
28 39
13
P3.3(INT1)
14 P3.4(T0)
～
15