单片机原理与应用系统设计第05章MCS51单片机系统的并行扩展技术.ppt

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高阻
高阻
74HC245的真值表
5.1.2 系统扩展常用芯片
系统扩展常用芯片： 3.译码器 译码器有变量译码器、代码译码器和显示译码器等，在此仅介
绍用作地址 译码的变量 译码器 。 常 用译码器有 74HC138和 74HC139等。
5.1.2 系统扩展常用芯片
74HC245的读写操作原理图
5.1.2 系统扩展常用芯片
第5章 MCS-51单片机系统的并行扩展技术
5.1 单片机并行扩展概述 5.2 外部存储器的扩展 5.3 并行I/O接口的扩展 5.4 键盘与显示器的接口技术 5.5 并行A/D和D/A转换器接口
第5章 MCS-51单片机系统的并行扩展技术
内容提要： 本章学习MCS-51单片机的并行扩展技术。首先介绍并行扩 展的原理和常用芯片，然后详细给出程序存储器扩展、数据 存储器扩展、I/O口扩展、8155综合扩展、8279键盘和显示 器扩展、并行A/D和D/A扩展的原理和具体应用实例。
5.2.1 程序存储器的扩展
扩展2K程序存储器的单片机系统
5.2.1 程序存储器的扩展
① 地址线连接： 2716的存储容量为2k×8bit，需11位地址 （A10～A0）进行存储单元的选择。为此先把芯片的A7～A0 与地址锁存器的低8位地址输出对应连接，剩下的高位地址 （A10～A8）与P2口的P2.2～P2.0相连。
在MCS-51单片机中，扩展的I/O口采取与数据存储器相同的寻 址方法。所有扩展I/O口以及通过扩展I/O口连接的外设均与片外 数据存储器统一编址。 扩展I/O口所用芯片主要有通用可编程I/O芯片和TTL、CMOS锁 存器、缓冲器芯片等。
⑤ 扩展芯片的地址范围：最低地址：当A0～A10取值为 00000000000时；最高地址：当A0～A10取值为 11111111111时。该连接方式程序存储器的地址范围是 0000H～07FFH，同时，0800H～0FFFH、1000H～ 17FFH、……，也是其地址范围。这种地址范围重叠是由线选 法造成的。
5.1.2 系统扩展常用芯片
系统扩展常用芯片： 1.锁存器 锁存器在地址扩展中的作用就是锁存地址。地址锁存器可使
用带三态缓冲输出的8位锁存器74HC373，常简称74373或 373。
5.1.2 系统扩展常用芯片
74HC373芯片引脚图
74HC373常用连接方法
5.1.2 系统扩展常用芯片
系统扩展常用芯片： 2.缓冲/驱动器 由于单片机功率有限，故每个I/O管脚的驱动能力有限。因
5.1.1 单片机的外部扩展总线
单片机的并行总线
5.1.1 单片机的外部扩展总线
单片机系统扩展所用到的控制线主要有如下几根： ① ALE：作为低8位地址锁存的选通信号； ② #PSEN：作为扩展程序存储器的读选通信号； ③ #RD，#WR：作为扩展数据存储器和外接I/O口芯片的读、写选 通信号。
5.2.2 数据存储器的扩展
数据存储器扩展： MCS-51单片机的数据存储器分为片内存储器和片外存储器，它
们占用不同的地址空间。片外数据存储器最大可扩展64KB，一般采 用静态RAM型芯片进行扩展。
在51单片机系统中，可以用做数据存储器的芯片主要是静态存储 器，常用芯片有2K×8位的RAM 芯片6116，16K×8位的RAM芯片 62128，32K×8位的RAM芯片 62256，64K×8位的RAM芯片 62512等。
② 数据线的连接：程序存储器的数据输出引脚与P0口对应连接。 ③ 控制信号线的连接：单片机的外部存储器选通信号#PSEN与
2716的#OE端相接，以便进行存储单元的读出选通。
5.2.1 程序存储器的扩展
④ 片选线的连接：本例采用线选法，选取高位地址线P2.7作为芯 片选择信号，与2716的#CE端相连。
74HC138引脚图
74HC139引脚图
5.1.3 系统扩展的寻址方法
系统扩展的寻址方法： 系统扩展的寻址方法是指当单片机扩展了存储器、I/O接口等
外围接口芯片之后，寻找这些芯片的地址的方法。 包括： 1.线选法寻址 2.译码法寻址
5.1.3 系统扩展的寻址方法
线选法寻址的单片机接线图
5.1.3 系统扩展的寻址方法
5.1 单片机并行扩展概述
5.1.1 单片机的外部扩展总线 5.1.2 系统扩展常用芯片 5.1.3 系统扩展的寻址方法
5.1 单片机并行扩展概述
单片机扩展系统框图
5.1.1 单片机的外部扩展总线
单片机的外部扩展总线： MCS-51单片机内部有地址总线、数据总线和控制总线，内部部 件的运行和操作要依靠这三种总线。在进行系统扩展时，需要利 用这三种总线把外部芯片与单片机连接为一体。
5.2.1 程序存储器的扩展
程序存储器扩展： MCS-51单片机的程序存储器为只读存储器，目前使用最多的
是EEPROM存储器芯片，EPROM芯片已很少采用，但其使用方法 和EEPROM相同。这些存储器的型号有：
EPROM：2716，2732，2764，27128，27256，27512； EEPROM：2864，2817等。
线选法寻址地址分配表
5.百度文库.3 系统扩展的寻址方法
译码法寻址的单片机接线图
5.1.3 系统扩展的寻址方法
线选法寻址的单片机接线图
5.2 外部存储器的扩展
单片机可以根据需要在片外扩展程序存储器和/或数据存 储器，本节介绍采用并行总线结构进行扩展的方法。
5.2 外部存储器的扩展
5.2.1 程序存储器扩展 5.2.2 数据存储器扩展
此，为驱动负载，往往采用缓冲/驱动器。74HC245是常用的 数据缓冲/驱动器，也简称245，其输入阻抗高，输出阻抗低， 具有三态缓冲功能
5.1.2 系统扩展常用芯片
74HC245引脚图
74HC245常用接法
5.1.2 系统扩展常用芯片
输入
输入/输出
#OE
DIR
An
Bn
L
L
A=B
输入
L
H
输入
B=A
5.2.2 数据存储器的扩展
单片机扩展外部数据存储器原理框图
5.2.2 数据存储器的扩展
扩展2K数据存储器的单片机系统
5.3 并行I/O接口的扩展
MCS-51单片机共有4个8位并行I/O，这些I/O口一般不能完全 供用户使用。但是在有些情况，即使4个I/O口全部外用，也不能 满足要求。此时，需要对单片机应用系统进行I/O口的扩展。