单片机系统的扩展-精讲课件

4.3.2程序存储器（EPROM）的扩展
4.3.2.1 程序存储器扩展使用的典型芯片
以2764作为单片机程序存储器扩展的典型芯片为例进行说明 1． 2764的引线 2764是一块8K×8bit的EPROM芯片，其管脚图如图所示 ·A12～A013位地址信号输入线，说明芯片的容量为8K＝
213个单元。 ·D7～D0 8位数据，表明芯片的每个存贮单元存放一个
10 11 12 13 14
A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
VCC WE CE2 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
28 27
26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
ROM
RAM
6264的读写指令
4.1单片机与最小系统
地址锁存
2 ． 8031 最 小 应 用 系统
8031是片内无程 序存储器的单片机 芯片，因此，其最 小应用系统应在片 外 扩 展 EPROM 。 右图为用8031外接 程序存储器构成的 最小系统。
4.2 MCS-51扩展的基本方法
地址总线 数据总线
控制总线
4.2.1常用的扩展器件
4.3.1存储器芯片的选择方式
1、线选法 2、译码法 所谓线选法，就是直接以系统的地址为存储器 芯片的片选信号，为此只需把用到的地址线与存 储器芯片的片选端直接相连就可以了。
【例4-1】现有2K*8位存储器芯片，需扩展8K*8位存 储结构采用线选法进行扩展。 解：扩展8KB的存储器结构需2KB的存储器芯片4块。 2K的存储器所用的地址线为A0～A10共11根地址线和片 选信号与CPU的连接如表4-1所示。
显然：A13、A14、A15未参与译码，则这种工作方式称为部 分译码，否则将构成完全译码。
4-4存储器知识讲解
1. 只读存储器（ROM） （1） 掩模工艺ROM （2）可一次性编程ROM（PROM） （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）
（1） 低8位地址线寻址的外部数据区。此区域寻址空间为 256个字节。CPU可以使用下列读写指令来访问此存贮区。
读存储器数据指令：MOVX A ，＠Rｉ
写存储器数据指令：MOVX ＠Rｉ，A
由于8位寻址指令占字节少，程序运行速度快，所以经常采用。
（2）16位地址线寻址的外部数据区。当外部RAM容量较大， 要访问RAM地址空间大于256个字节时，则要采用如下16位寻址指 令。
74LS139
P片2.选3、信P号2P.24.，作4 P为2.二5、B-四P2.译YY601、码P器2.7的悬译空码。地扩址展，连译线码图输如出图作5.为7所扩示展。4个存储器芯片的 P2.3 A Y2 1G Y3
P2.2 P2.1 P2.0
P0口锁存 输出
A10 CE
A9 A8
A7
|
A0 1
A10 CE
第4章小结
本章主要讲述了单片机最小系统、系统扩展的原理、常 用扩展器件、讲述了两种存储器的扩展方法、讲述了什 么是完全译码什么是不完全译码。
要求能根据地址范围进行硬件连接设计，同时在通用 I/O口扩展方法上应对简单I/O的扩展方法有所了解。
读存储器数据指令：MOVX A ，＠DPTR
写存储器数据指令：MOVX ＠DPTR ，A
由于DPTR为16位的地址指针，故可寻址64KRAM字节单元
4.3.4全地址范围的最大扩展系统
特点是：8片6264 8片2764
I/O口的扩展： 本部分应该特别注意L4.4.1，由于I/O地址与片外数据 存储器的地址采用统一编址，CPU在访问他们时均采用 MOVX指令。
74LS244为单向驱动器 74LS245为双向驱动器
4.2.1常用的扩展器件
3）74LS138 （3-8译码器）
4.3存储器的扩展
存储器的扩展包含： 1、程序存储器的扩展（ROM） 2、数据存储器的扩展（RAM）
记忆点：存储器扩展的核心问题是存储器
的编址问题。 实际就是解决芯片选择的问题。
下一讲：译码法
记忆点：编址的分类
P2.6
P2.3
P0
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
· 1 1 1 0 ×××××××××××
注：“×” 表示片内译码。“·”表示可“0”可 “1”
显然：A15未参与编址，则这种工作方式称为部分编址，否 则将构成完全编址。
1G
2G
G1
Y0
1A
二
2A
G2A
三
Y1
1B
四
2B
G2B
八
Y2
1Y0
译
2Y0
译
Y3
1Y1
码
2Y1
码
Y4
1Y2
器
2Y2
A
器
Y5
1Y3
2Y3
B
Y6
C
Y7
实例讲解译码法
例5-2】现有2K*8位存储器芯片，需扩展8K*8位 存储结 构采用译码法进行扩展。 解：扩展8KB的存储器结构需2KB的存储器芯片4 块。2K的存储器所用的地址线为A0～A10共11根 地址线和片选信号与CPU的连接如表4-2所示。
|
D7
D7
D7
D7
地址分配表
A15
A14
A13
A12
A11
0
1
1
1
0
芯片1 0
1
1
1
0
芯片2 0 0
1 1
1 1
0 0
1 1
芯片3
0 0
1 1
0 0
1 1
1 1
0 芯片4 0
0 0
1 1
1 1
1 1
A10 …. A0
0 …. 0 1 …. 1
0 …. 0 1 …. 1
0 …. 0 1 …. 1
0 …. 0 1 …. 1
A9
A8
A7 |
A0 2
A10 CE
A9
A8
A7
|
A0 3
A10 CE
A9
A8
A7
|
A0 4
4.3.2译码的分类
P2.2 P2.1 P2.0
P0
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
· · · 0 0 ×××××××××××
注：“×” 表示片内译优码点。：简“单·”表示可“0”可 “1”
1）74LS373
74LS373是一种8D锁存器，一般用于地 址锁存。
1D-8D为输入端 1Q-8Q为输出端
G：数据打入 1----0数据锁存
回顾：MCS-51地址线 为16位，其中P0口承 担低8位地址、P2口承 担高8位地址。
74LS373内部结构图
4.2.1常用的扩展器件
2）总线驱动器74LS244、74LS245
4.1MCS-51单片机的最小系统
1．片内带有程序、数据 存储器的单片机及其最
小应用系统如图4-1。
应用特点是：
（1）全部I/O口线均可 供用户使用。
（2）内部存储器容量有 限（只有4KB地址空间）。
（3）应用系统开发具有
特殊性。
图 4-1 8051、8751、AT89C51、
AT89S51最小系统图
表4-1
80C51
P0口经锁存器锁存形成 A0～A7
P2.0、P2.1、P2.2
P0口
P2.3
P2.4
P2.5
P2.6
存储器 与A0～A7相连 与A8～A10相连 与D0～D7相连
与存储器1的片选信号相连 与存储器2的片选信号相连 与存储器3的片选信号相连 与存储器3的片选信号相连
线选法扩展硬件电路图
表4-2
80C51
P0口经锁存器锁存形成 A0～A7
P2.0、P2.1、P2.2 P0口
P2.4
P2.3
0
0
0
1
1
0
1
1
存储器
与A0～A7相连 与A8～A10相连 与D0～D7相连 译码输出与存储器的片选信号连接 与存储器1的片选信号相连 与存储器2的片选信号相连 与存储器3的片选信号相连 与存储器4的片选信号相连
4-4存储器知识讲解
2. 随机存储器RAM（也叫读写存储器） （1） 双极型RAM （2） 金属氧化物（MOS）RAM
静态RAM（SRAM） 动态RAM（DRAM） 集成RAM（i RAM） 非易失性RAM（NVRAM）
存储器的主要性能指标
1. 存贮容量 2. 存取时间 3. 可靠性 4. 功耗 5. 读写次数
P2
ALE
80C51
EA
P0
PSEN
A12
高5位地址线
|
A8
地址锁存器
74LS 373
A7
低8位地址线 | 2764 A0
8位数据线
D7 |
D0
CE
OE
程序存储器的扩展举例
要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储空间，分配的 地址范围为：0000H-3FFFH。
1）确定片数：(黑板演示） 2）分配地址范围： 3）画地址译码关系图： 4）设计译码电路 5）画硬件电路图
10 11 12 13 14
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
VCC PGM
28 27
26