单片机原理及应用 第六章 单片机系统的扩展

80C31扩展两片8 K×8位片外程序存储器
2764地址范围 P2.5=0, 选中片1：0000H～1FFFH P2.5=1, 选中片2：2000H～3FFFH
二、外部数据存储器扩展
1、扩展概述 最大可扩展64K字节，连接方法与程序存储器连接方 法大致相同
地址线、数据线对应相连 存储器读输入RD与单片机读输出RD（P3·7）相连 存储器写输入WR与单片机写输出WR（P3·6）相连 ALE连接方法同程序存储器
XTAL1
ALE PSEN
P2
PCH
PCH
PCH
P0
PCL 指令 PCL 指令 PCL 指令
P2口连续输出PC高8位地址，剩余位线不能再作为I/O口使用
80C51扩展2732为程序存储器
2732
+5V VCC
4K×8位EPROM
EA
4
P2.0~P2.3
12位地址线
+5V
A8~A11 VCC
+5V
8位数据线 片选线CE 输出允许端OE
80C51总线结构
控制总线作用简述
ALE：当访问外部存储器时，ALE信号的负跳变将P0口 上的低8位地址送入地址锁存器
PSEN：在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器 周期产生两次PSEN信号，与地址信号配合，选通相应的 外部程序存储单元，读取指令码，指令码从P0口输入 WR、RD：外部数据存储器读、写选通，低电平有效。由 MOVX指令产生
操作方式
写 读 未选中 写
CE OE WE
IO0－－IO7
L
H
L
Din
L
L
H
Dout
H
任意 任意
高阻
L
L
L
Din
6116引脚及逻辑符号
A7
1
24
A6
A5
A4 A3 A2
A1 A0 IO0
IO1
IO2
GND
12
13
ACC
A8
A9
11
A10 CE
WE OE
A0 OE
A10
WE 8 IO7
CE
VCC 5V
程序存储器扩展框图
EA接地，外部程序存储器地址从0000H开始
2、锁存器
74HC373：锁存缓冲器
D0 ~ D7：数据输入 Q0 ~ Q7：数据输出 LE：锁存允许端
OE ：输出允许端
74HC373真值表 74HC373逻辑图
单片机外部程序存储器取指 操作时序
机器周期1
机器周期2
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s1 s2 s3 s4 s5 s6
写
LH
写
L
H
读
L
H
未选中 H 任意
未选中 任意 L
输出禁止 L
H
OE H L L
任意 任意
H
WE IO0－－IO7
L
Din
L
Din
H 任意
Dout 高阻
任意 高阻
H
高阻
6264引脚
6264逻辑图
13 A12 CE A0 OE WE
8 IO8 VCC 5V
扩展内容
外部程序存储器ROM / EPROM的扩展 外部数据存储器RAM的扩展 I/O接口的扩展 中断系统扩展 其它特殊功能扩展
6.1 概述
扩展方法
并行扩展 串行扩展
利用三总线结构 利用SPI三线总线和I2C双总线
一、80C51的总线结构
当单片机进行外部并行扩展时，其外部连线就成为一 般微型机的三总线结构形式
ALE 80C51
LE VCC Q0
74HC373 ~ Q7
OE D0~D7
2732
8 A0~A7 CE
EA上拉到+5 V PC小于0FFFH时，
P0 GND PSEN
88
O0~O7 GND OE
访问片内程序存储器；
PC大于0FFFH时， 访问片外程序存储器2732。
2732的地址范围 1000H~1FFFH
机器周期1
机器周期2
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s1 s2 s3 s4 s5 s6
XTAL1
ALE PSEN
P2
P百度文库H
P2口锁存器内容
P0
PCL 指令 Ri
数据输入
RD
P0
PCL 指令 Ri
数据输出
WR
2、扩展片外数据存储器的硬件电路
在80C51的扩展系统中，片外数据存储器一般由随机存取 存储器组成，最大可扩展64 KB 由于面向控制，实际上扩展的容量都不会太大，一般采用 静态RAM，如6116（2 K×8位）和6264（8 K×8位） 地址锁存器与扩展程序存储器时一样，采用8D锁存器 74HC273或锁存缓冲器74HC373
MOVX A, @DPTR 和 MOVX @DPTR,A 操作时序
机器周期1
机器周期2
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s1 s2 s3 s4 s5 s6
XTAL1
ALE PSEN
P2
PCH
DPH
P0
PCL 指令 DPL
数据输入
RD
P0
PCL 指令 DPL
WR
数据输出
MOVX A, @Ri 和 MOVX @Ri, A 操作时序
IO7
IO0 GND
IO6
IO5 IO4
IO3
扩展2K＊8位片外数据存储器
静态数据存储器6264
6264 ， 采 用 CMOS 工 艺 制 作 ， 单 一 ＋ 5V 电 源 ， 额 定 功 耗 200mw，典型存取时间为200ns，增加了两根地址线，28线 双列直插式封装。
操作方式 CE1 CE2
单片机原理及应用
第六章 单片机系统的扩展
第六章 单片机系统的扩展
对于简单的应用场合，80C51的最小系统就能满足要求； 对于复杂的应用场合，就需要利用单片机的扩展功能，构 成功能强，规模较大的系统。
系统扩展是指单片机内部各功能部件不能满足应用系统要 求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。
扩展片外数据存储器的硬件电路
静态数据存储器（6116）
常用的静态数据存储器： 6116（2K＊8）； 6264（8K＊8）
静态数据存储器的特点： 1）无需考虑保持数据而设置的刷新电路，扩展电路简单 2）通过有源电路来保持存储器中的数据，消耗较多功率 3）价格高
操作方式
6116，采用CMOS工艺制作，单一＋5V电源，额定功耗 160mw，典型存取时间为200ns，24线双列直插式封装。
EA：访问内部或外部程序存储器选择信号。EA=1，访问 内部程序存储器，当PC超过片内存储器空间，自动转向外 部；EA=0，访问外部程序存储器。
二、外部串行扩展性能（略）
6.2 单片机的外部并行扩展
一、外部程序存储器的扩展
单片微机的内外程序存储器最大可扩展至64KB 扩展芯片可采用EPROM 1、扩展的基本方法 地址线、数据线对应相连 单片机的PSEN线与扩展芯片的MEMR（OE）线相连 扩展芯片的片选线可接地或与线性选择线或译码输出线相连 ALE与地址锁存器选通相连 EA接地或接+5V