单片机外围电路扩展

0 0
0000H～ 0000H～ 07FFH
选中
未选中
1 1
0000000 0 8000H ～ 1111111 FFFFH 1
未选中
选中
外部ROM的容量扩展原理( 外部ROM的容量扩展原理(二)
若需要对2 若需要对2片以上的芯片扩展，可以通过译码电路实现。
MCS–51 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.0 74LS138 C y7 B A
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AD转换 数码管显示 程序存储器 温度传感器 键盘 51单片机 IIC总线 电源模块
数据存储器
指示灯 LCD液晶
最小系统板
指示灯电路（一）
一、电源指示灯 通常的指示灯电路是使用发光二极管，接 法如下：
当电源正常工作时发光二极管就正常显示
1.6.5 并行端口在使用时应注意的几个问题
“拉电流”还是“灌电流”----与大电流负载的 拉电流”还是“灌电流”----与大电流负载的 连接 (我们以美国ATMEL公司生产的AT8951为例) 我们以美国ATMEL公司生产的AT8951为例) 1, 使用灌电流的方式与电流较大的负载 使用灌电流的方式与电流较大的负载 直接连接时, 端口可以吸收约20mA的电流而保 直接连接时, 端口可以吸收约20mA的电流而保 证端口电平不高于0.45V（见右上图）。 证端口电平不高于0.45V（见右上图）。 2,采用拉电流方式连接负载时， 2,采用拉电流方式连接负载时， AT89C51所能提供“拉电流”仅仅为80µ AT89C51所能提供“拉电流”仅仅为80µA， 否则输出的高电平会急剧下降. 否则输出的高电平会急剧下降.如果我们采用右 下图的方式，向端口输出一个高电平去点亮 LED，会发现，端口输出的电平不是“ LED，会发现，端口输出的电平不是“1”而是 “0”！ 当然，不是所有的单片机都是这样，PIC 当然，不是所有的单片机都是这样，PIC 单片机就可以提供30mA的拉电流和灌电流。 单片机就可以提供30mA的拉电流和灌电流。 单对于大多数IC电路，最好还是使用“灌电流” 单对于大多数IC电路，最好还是使用“灌电流” 去推动负载。 Vdd Vdd
MCS-51与 MCS-51与32K ROM的连接 ROM的连接
MCS-51
完整的地址 信号
wenku.baidu.com27256 32K ROM
CE A14 : : A8 A7 : : : A0 OE /CE = P2.7(A15)
P2.7 : : : P2.0 P0.7 : : : P0.0 ALE /EA Psen
D7 Q7
最小系统板
外扩
AD转换
数码管显示
程序存储器 温度传感器 51单片机 IIC总线
键盘
电源模块
数据存储器
指示灯 LCD液晶
3.1：程序存储器ROM的扩展 3.1：程序存储器ROM的扩展
1，在使用8031（无片内ROM）或大于4K程序存储器时， ，在使用8031（无片内ROM）或大于4K程序存储器时， 必须通过外接ROM来构成、扩充系统的程序存储区。 必须通过外接ROM来构成、扩充系统的程序存储区。 2，当使用外部存储器来扩展系统时，必须占用单片机的 P0、P2口作为外部电路的数据、地址总线。此时，P0、 P0、P2口作为外部电路的数据、地址总线。此时，P0、 P2口就不能作为通用的I/O端口。 P2口就不能作为通用的I/O端口。 3，在系统扩展时，外部电路与单片机连接的依据是单片 机访问外部存储器的时序，所以正确的理解时序是硬件电 路设计的关键。
由两片32K的ROM构成64K存储阵列与A15的 由两片32K的ROM构成64K存储阵列与A15的 关系表
A15 /CE A14～ A14～A8 P2口 P2口 0000000 0 1111111 1 0000000 0 1111111 1 A7～A0 A7～ P0口 P0口 0000000 0 1111111 1 地址范围 ROM1工作 ROM2工作 ROM1工作 ROM2工作 状态 状态
按键接口设计（一）
按键是人机会话的一个重要的输入工具。 常用按键举例 复位按键 功能转换按键 数据输入键盘 复位按键：对于MCS—51系列单片机的 复位按键：对于MCS—51系列单片机的 复位引脚RST上只要出现10ms以上的高电 复位引脚RST上只要出现10ms以上的高电 平，单片机就会实现复位。
P2.7～ P2.7～ P2.5 138 输 出 选中 ROM P2.4～P0.0 P2.4～ 有效地址范围
000 001 010 011 100 101 110 111
Y0=0 Y1=0 Y2=0 Y3=0 Y4=0 Y5=0 Y6=0 Y7=0
第1片 第2片 第3片 第4片 第5片 第6片 第7片 第8片
0y
/CE0
/CE1
/CE7
A12 A8 A7
A12 A8 A7
A12 A8 A7
8K×8 ×
P0口 口 A0 ALE Psen /OE1 74LS373 O0～O7 ～
8K×8 ×
A0 /OE1 O0～O7 ～
8K×8 ×
A0 /OE1 O0～O7 ～
采用LS138译码器实现ROM扩展示意表 采用LS138译码器实现ROM扩展示意表
按键接口设计（四）
功能转换按键：
此类按键主要是当I/O口用作多种用途时，可以使 此类按键主要是当I/O口用作多种用途时，可以使 用此类按键可以实现同一I/O口的复用。 用此类按键可以实现同一I/O口的复用。 如图所示：SW DIP- 的引脚1 如图所示：SW DIP-8的引脚1－8可以接某一 I/O口，当按键开关在不同的位置可以控制不同的 I/O口，当按键开关在不同的位置可以控制不同的 外部接口
按键接口设计（五）
数据输入键盘
按键接口设计（六）
0000H～ 0000H～1FFFH 0000H～1FFFH 0000H～ 0000H～ 0000H～1FFFH 2000H～3FFFH 2000H～ 0000H～ 0000H～1FFFH 4000H～5FFFH 4000H～ 0000H～ 0000H～1FFFH 6000H～7FFFH 6000H～ 0000H～ 0000H～1FFFH 8000H～9FFFH 8000H～ 0000H～ 0000H～1FFFH A000H～BFFFH A000H～ 0000H～ 0000H～1FFFH C000H～ C000H～ DFFFH
MCS-51单片机的系统扩展及应用 MCS-51单片机的系统扩展及应用
通过地址总线、数据总线和控制总线实现系统 的扩展 介绍外围电路的扩展
3.1：程序存储器的扩展 3.1：程序存储器的扩展 3.2：数据存储器的扩展 3.2：数据存储器的扩展 3.3：指示小灯 3.3：指示小灯 3.4：按键扩展 3.4：按键扩展 3.5：数码管应用 3.5：数码管应用 3.6：A/D转换器接口 3.6：A/D转换器接口 3.7： 3.7：温度传感器接口 3.8：IIC电路扩展 3.8：IIC电路扩展 3.9：液晶电路 3.9：液晶电路
A
转电路图 返回前一次
B
（参考讲义70页）
片外存储器访问时序说明
P0、P2口作地址和数据总线。其中P0口作为地址和数据复 P0、P2口作地址和数据总线。其中P0口作为地址和数据复 用总线，前半部（A段）作地址总线，后半部（B 用总线，前半部（A段）作地址总线，后半部（B段)作为 数据总线。 外部程序存储器ROM的操作步骤如下： 外部程序存储器ROM的操作步骤如下： 1，单片机必须为其提供完整的（15位）地址信息； ，单片机必须为其提供完整的（15位）地址信息； 2，ROM芯片的/CE 端=0，选中该芯片； ROM芯片的/CE =0，选中该芯片； 3，在满足上述条件的基础上，当ROM的/OE=0时（B时 ，在满足上述条件的基础上，当ROM的/OE=0时（B 间段），存储器输出数据的三态门打开，并将与输入地址 相对应的存储单元中的指令（数据）向外输出，单片机通 过P0口将指令送至CPU 内部。 P0口将指令送至CPU 74LS373锁存器: 74LS373锁存器:将A时间段P0口输出的低位地址进行保存， 时间段P0口输出的低位地址进行保存， 使ROM在B时间段仍然可以得到完整的地址信号。 ROM在
按键接口设计（二）
以下是一个典型的复位电路设计图：
按键接口设计（三）
复位电路的设计： 单片机的复位分为上电复位和按钮复位。 上电复位是指单片机在加电瞬间，要在 RST引脚上出现大于10ms的正脉冲，使单 RST引脚上出现大于10ms的正脉冲，使单 片机进入复位状态。 按钮复位是指用户按下“复位” 按钮复位是指用户按下“复位”按钮，使 单片机进入复位状态。
转电路图 转时序图
外部ROM的容量扩展原理( 外部ROM的容量扩展原理(一)
如何使用两片32K的ROM芯片扩展为64K的存储阵列。 如何使用两片32K的ROM芯片扩展为64K的存储阵列。
A15 P2口 口
/CE1 A14 A8
/CE2 A14 A8 A7
MCS - 51
74LS373 A7
P0口 口 A0 /EA ALE Psen /OE1 O0～O7 ～ A0 /OE2 O0～O7 ～
Px.y 灌电流方式 输出”0”点 亮LED
Vdd
Px.y
拉电流方式 输出高电平 点亮LED
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指示灯电路( 指示灯电路(二)
二、端口指示灯 可以将某一I/O口的输出端接在三极管 可以将某一I/O口的输出端接在三极管 的基极，如下图的接法（当LED0端的输入为 的基极，如下图的接法（当LED0端的输入为 高电平时，三极管饱和导通，此时三极管消耗 功率最小，LED 功率最小，LED亮）实现指示灯电路。 LED亮）实现指示灯电路。
D0 Q0 CP
O7 : : : O0
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外部ROM的状态与地址线A15的关系表 外部ROM的状态与地址线A15的关系表
ROM引脚 ROM引脚
/CE
A14～ A14～A8
A7～A0 A7～
单片机引脚 A15 P2口 P2口 P0口 P0口 0 00000000 00000000 0000H～ 0000H～ 0 11111111 11111111 07FFH 1 1 00000000 00000000 11111111 11111111 8000H FFFFH
0000H～ 0000H～1FFFH E000H～FFFFH E000H～
小结：
1，单片机的P0、P2口作为地址数据总线； ，单片机的P0、P2口作为地址数据总线； 2，P0口为数据、地址复用总线，所以必须加入八位锁 P0口为数据、地址复用总线，所以必须加入八位锁 存器74LS373来锁存P0口的低八位地址。 存器74LS373来锁存P0口的低八位地址。 3，外接ROM是靠MOVC指令产生的Psen信号来打开数 ，外接ROM是靠MOVC指令产生的Psen信号来打开数 据三态门，使ROM中的指令通过P0口送入单片机内部。 据三态门，使ROM中的指令通过P0口送入单片机内部。 4，存储器的容量M与其地址线条数n的关系：M=2↑n ，存储器的容量M与其地址线条数n的关系：M=2↑n 5，当使用两片ROM扩展时，可以使用一个反向器实现容 ，当使用两片ROM扩展时，可以使用一个反向器实现容 量的扩展，通过ROM芯片的/CE端实现。 量的扩展，通过ROM芯片的/CE端实现。 6，当使用2片以上的ROM芯片扩展时，就要使用译码器 ，当使用2片以上的ROM芯片扩展时，就要使用译码器 实现存储容量的扩展，译码器的输入与高位地址相连接， 输出端分别与各ROM芯片的/CE连接（如图所示）。 输出端分别与各ROM芯片的/CE连接（如图所示）。 7，当外接ROM的高八位地址线与P2口高八位线没有完全 ，当外接ROM的高八位地址线与P2口高八位线没有完全 用足时，要注意外存储的地址重叠问题。
地址范围
ROM工作 ROM工作 状态 选中 未选中
访问外部程序存储器ROM的时序 访问外部程序存储器ROM的时序:
MOVC A,@A+DPTR S1 S2 S3 S4 S5 S6
373地址锁存信号 ALE 存储器数据输出控制 /Psen 地址总线（高八位）P2口 地址数据总线（低8位）P0 口
A15-A8(PC) A7-A0 OP A15-A8 (DPTR+A) A7-A0 常数