第9章 单片机系统扩展及接口
精品课件-单片机应用技术(第三版)刘守义-第9章
第9章 单片机系统扩展
程序如下：
ORG 0000H
MOV SCON，#00H
；设串行口方
式0
CONT： MOV R2，#07H ；设置循环次数
MOV A，#0FEH
NEXT： ACALL COM
；传送右8位灯数据
ACALL COM
；传送左8位灯数据
ACALL DELAY
RL A
DJNZ R2，NEXT
第9章 单片机系统扩展
CE ：直接接地。由于系统中只扩展了一个程序存储器芯片， 因此，2732的片选端 直C接E接地，表示2732一直被选中。若同
时扩展多片，则需通过译码器来完成片选工作。
OE ：接8031的读选通信号 PSEN端。在访问片外程序存储
器时，只要 PSE端N出现负脉冲，即可从2732中读出程序。 (6) 扩展程序存储器地址范围的确定。单片机扩展存储器的
(3) 芯片说明： ① 74LS373。74LS373是带三态缓冲输出的8D锁存器， 由于在单片机的三总线结构中，数据线与地址线的低8位共用 P0口，因此必须用地址锁存器将地址信号和数据信号区分开。 74LS373的锁存控制端G直接与单片机的锁存控制信号ALE相连， 在ALE的下降沿锁存低8位地址。
LP1： LP2：
JBC SJMP MOV MOV DJNZ RET
END
TF1，LP2 LP1 TH1，#3CH TL1，#0B0H R3，LP1
；查询计数溢出 ；未到50 ms继续计数 ；重新置定时器初值
；未到1 s继续循环
；返回主程序
第9章 单片机系统扩展
5．实训总结和分析 (1) 本实训参考程序的功能是通过串行口对片外8位并行输 出串行移位寄存器74LS164写入数据，然后再逐一送输出端口控 制发光二极管，使8个发光二极管依次点亮。如采用实训4和实 训5的方法实现16个发光二极管的循环显示，则需占用单片机的 16位I/O端口资源，而采用串行口的I/O扩展，则只需2位I/O端 口资源。由此可见，在实时性要求不高的场合，采用这种串行 口的I/O扩展法，可有效地减少单片机I/O端口的资源开销。
单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案
第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。
外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。
CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。
2. 简述输入输出接口的作用。
I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。
3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种各有什么特点在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。
在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。
条件控制方式也称为查询方式。
CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。
在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。
传输完数据后，返回原来的程序继续执行。
直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。
4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。
第9章 80C51单片机系统扩展技术
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9.2.2 地址锁存器芯片
1. 锁存器74LS373
74LS373的结构及引脚
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2. 锁存器8282
功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的排列与 74LS373不同 ，8282的引脚如下图。
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引脚的排列为绘制印刷 电路板时的布线提供了方便。
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地址总线(AB): 由P2口提供高8位地址线, 此口具有输出锁存 的功能, 能保留地址信息。 由P0口提供低8位地址线。
数据总线(DB): 由P0口提供。 此口是双向、 输入三态控制的 8位通道口。
控制总线(CB): 扩展系统时常用的控制信号为:
ALE——地址锁存信号, 用以实现对低8位地址的锁存。
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9.2.1 数据存储器芯片
典型型号有:6116、6264、62128、62256。+5V电源供电， 双列直插，6116为24引脚封装，6264、62128、62256为28 引脚封装。
6116：2KB 6264：8KB 62128：16KB 62256：32KB
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3. 锁存器74LS573
输入的D端和输出的Q端也是依次排在芯片的两侧，与锁存 器8282一样，为绘制印刷电路板时的布线提供了方便。
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9.2.3 数据存储器的扩展电路
需要考虑与80C51相连的存储芯片引脚：
80C51 CPU
存储芯片
(1)地址总线P0.0-P0.7 74LS373 (2)地址总线P2.0-P2.n-9 (3)数据总线的P0.0-P0.7
《单片机原理及接口技术(第2版)张毅刚》第9章习题及答案
《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社第9章 AT89S51单片机的I/O扩展思考题及习题91．I/O接口和I/O端口有什么区别？I/O接口的功能是什么？答：I/O端口简称I/O口，常指I/O接口电路中具有端口地址的寄存器或缓冲器。
I/O接口是指单片机与外设间的I/O接口芯片；I/O接口功能：(1) 实现和不同外设的速度匹配；(2) 输出数据缓存；(3) 输入数据三态缓冲。
2．I/O数据传送由哪几种传送方式？分别在哪些场合下使用？答：3种传送方式： (1) 同步传送方式：同步传送又称为有条件传送。
当外设速度可与单片机速度相比拟时，常常采用同步传送方式。
(2) 查询传送方式：查询传送方式又称为有条件传送，也称异步传送。
单片机通过查询得知外设准备好后，再进行数据传送。
异步传送的优点是通用性好，硬件连线和查询程序十分简单，但是效率不高。
(3) 中断传送方式：中断传送方式是利用AT89S51本身的中断功能和I/O接口的中断功能来实现I./O数据的传送。
单片机只有在外设准备好后，发出数据传送请求，才中断主程序，而进入与外设进行数据传送的中断服务程序，进行数据的传送。
中断服务完成后又返回主程序继续执行。
因此，中断方式可大大提高工作效率。
3．AT89S51单片机对扩展的I/O口芯片的基本要求是：输出应具有功能；输入应具有功能；答：数据锁存，三态缓冲4．常用的I/O端口编址有哪两种方式？它们各有什么特点？AT89S51单片机的I/O端口编址采用的是哪种方式？答：两种。
(1) 独立编址方式：独立编址方式就是I/O地址空间和存储器地址空间分开编址。
独立编址的优点是I/O地址空间和存储器地址空间相互独立，界限分明。
但却需要设置一套专门的读写I/O的指令和控制信号。
(2) 统一编址方式：这种方式是把I/O端口的寄存器与数据存储器单元同等对待，统一进行编址。
统一编址的优点是不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指令进行I/O操作。
第9章 MCS-51与键盘、显示器的接口设计
MCS-51与键盘、显示器的接口设计9.1LED显示器接口原理9.2 键盘接口原理9.1 LED显示器接口原理单片机应用系统中使用的显示器主要有:⏹发光二极管显示器，简称LED(Light Emitting Diode)；⏹液晶显示器，简称LCD(Liquid Crystal Display)；⏹CRT显示器LED 数码管的结构：①共阳与共阴＠单片机系统扩展LED 数码管时多用共阳LED:0”)点亮的,要求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平(“0”)点亮的，要求驱动功率较大。
公共阳极h g f e d c b aa b c dg ef h公共阴极h g f e d c b aa b c dg ef hh g f …… a h g f …… a高电平点亮低电平点亮接高电平LED 显示器结构和字段码关系D7D6D5D4D3D2D1D0dp g f e d c b a当LED 显示器与单片机连接时，一般是将LED 各发光二极管的引脚a 、b 、…g 、dp 顺序接到单片机的一个并行I/O 口上。
共阳LEDa b cdg ef hP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5VAT89C51显示字形dp g f e d c b a共阳极段选码共阴极段选码0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F “灭”1100000011111001101001001011000010011010100100101000001011111000100000001001000010001000100000111100011010100001100001101000111011111111C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H88H83HC6HA1H86H8EHFFH3FH06H5BH4FH06H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H00H 共阴极和共阳极7段LED段选码(字型码)二、LED显示器工作原理⏹在微机应用系统中使用LED显示块构成N位LED显示器。
单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案
第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口?输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁.外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。
CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换.2。
简述输入输出接口的作用。
I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：(1）实现单片机与外设之间的速度匹配；(2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4)实现数据格式转换。
3. 在计算机系统中,CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种？各有什么特点？在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式,直接存储器存取方式。
在无条件方式下,只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时,外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好;输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据.条件控制方式也称为查询方式。
CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好,如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输.在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件,CPU则响应,这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输.传输完数据后,返回原来的程序继续执行.直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入,由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送.4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序.80C51图9。
中职教育-《89C51单片机实用教程》课件：第9章 89C51单片机串行输入输出(1).ppt
2. 异步通信 通信双方无统一的时钟控制,代码或一字节数据。 异步传送数据帧的格式：由四个部分组成：
起始位(0)+数据位5-8位+奇偶校验位( 可省略) +停止位(1)
9.1.3 波特率（Baud rate）
波特率是串行数据的传送速率, 表示每秒传送二进制 代码的位数，单位是bps（位/秒）又称波特。
采用 MAX232的 89C51与PC机的串行通信接口电路 （MAXIM公司的MAX232芯片，是RS-232C和TTL电
平转换电路。它包含两路接收器和驱动器。）
2. RS-449、RS-422A，RS-423A和RS-485串行标准
为提高通信的数据传输率,增加距离,改善电气性能, 美国电子工业协会E IA制定了新的异步串行通信标准.
RS-449标准采用了平衡信号差分电路传输高速的信 号，传输距离和速率得到提高。噪声低，抗干扰能力 强，而且可以多台设备与RS-449通信电缆并联。
RS-422A标准是 “平衡电压数字接口电路的电气特 性”标准,使用一对双绞线传送信号. 每个通道要用二 相信号线, RS-422A传输信号距离长、速度快，数据传 输率最大为 10 Mb/s, 在此速率下,电缆允许长度为 120 m;如采用较低速率,如 90000 b/s时,最大距离达 1200m.RS-422标准中规定电路中只允许有一个发送器， 可有多个接收器。因此，通常采用点对点通信方式.
9.1.2 异步通信与同步通信
1. 同步通信 在同步通信中，将数据组成连续的数据块（帧）。 数据以块 (帧) 为单位。传送开始用同步字符指示,
由时钟实现同步。连续按顺序传送数据, 直到结束。 数据帧格式：
同步字符 (1-2个)、数据字符 、校验字符(1-2个)。 同步通信方式传送速度和效率高, 但硬件电路复杂。
单片机系统扩展接口的电平转换
单片机系统扩展接口的电平转换COMS工艺芯片使用愈来愈广泛，因此，在单片机系统中常常会遇到COMS线路的接口设计。
目前大多数半导体厂商所生产的大规模集成电路不仅可以与通用的CPU、单片机接口兼容，而且也可与常用逻辑电路TTL和COMS接口兼容。
但是在单片机应用系统中，会遇到一些TTL和COMS的接口问题。
一、TTL电路与COMS电路的逻辑电平无论是TTL电路和COMS逻辑电路，其逻辑电平有输入逻辑电平（U IH、U IL）和输出逻辑电平（U OH、U OL）。
U OH：为逻辑电平1的输出电压。
输出电流I OH愈大，输出电压愈低。
U OL：为逻辑电平0的输出电压。
输出电流I OL表示。
U IH：为逻辑电平1的输入电压。
其输入电流用I IH表示。
电路接收这个输入电压时，必须保证该电路为逻辑1状态。
对于大多数TTL电路来说，输入电流为100uA时。
通常把100uA的输入电流作为一个TTL负载的输入电流。
如果一个TTL电路消耗电流为200uA时，则认为是两个TTL负载。
对于COMS电路来说，由于输入阻抗很高，I IH电流几乎为零。
V IL：为逻辑电平0的输入电压，相应的输入电流为I IL，同样，对于COMS电路，I IL实际上等于零。
对于TTL电路，这些临界值为：输出高电平U OH min = 2.4V，输出低电平U OL max = 0.4V输入高电平U IH min = 2.0V，输入低电平U IL max = 0.8V其噪声容限对于逻辑1和逻辑0皆相同为0.4V，但实际中并不一定相等。
对于COMS电路，如电源电压是+5V，其临界界为：输出高电平U OH main = 4.99V，输出低电平U OL max =0.01V输入高电平U IH min = 3.50V，输入低电平U IL max = 1.50VCMOS电平Vcc可达到12V，CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc，而输出低电平约为0.1Vcc。
单片机系统扩展及接口
9.2 扩展程序存储器
E2PROM的扩展方法 地址线、数据线仍按单片机一般扩展外ROM的方式连接； 片选线一般由单片机高位地址线控制； 将E2PROM用作外程序存储器时，单片机PSEN与E2PROM
9.1 系统扩展、接口概述
4、单片机系统的扩展与接口原理结构（如下图）
9.1 扩展三总线的产生
一、三总线
地址、数据、控制总线
二、三总线的扩展
用74LS373作为地址锁 存器，使数据和地址信号 分开。
74LS37ห้องสมุดไป่ตู้是三态8D触发 器。
9.1 扩展三总线的产生
地址总线扩展电路及地址锁存器74LS373
8051扩展2KB RAM电路如下页图所示。
9.3 扩展数据存储器
9.3 扩展数据存储器
对于扩展的2KB的6116 的地址范围为（11位地址线）：
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
如：片内ROM、RAM、I/O口，不够用时需要扩展， 扩展三总线、ROM、RAM、I/O口。 2 、系统接口
单片机与外设连接因速度不匹配、信号类型不同（脉冲、 模拟）、传输方式不同（串、并），需要有接口电路实现电 路连接和逻辑联接。
接口是计算机与外设信息交换的桥梁。
3、接口电路应具备的功能 （1） 输入有缓冲、输出有锁存； （2）有应答联络信号； （3）有片选、控制信号； （4）有编程选择工作方式功能。
单片机原理与应用系统设计 第09章 单片机应用系统设计实例
9.1.3 控制程序：总体设计
系统上电
中断服务程序入口 保护现场 清除中断标志 TF2
上电初始化
启动定时器
读取 AD转换的结果
读 P1口数据
CPU工作指示 启动 AD转换 计算控制量
根据 P1口数据查 表，得到 Kp,Kv,Ka Ki四个增益参数
N
停机？
更新 PWM脉宽 恢复现场 中断服务程序返回
率管GS极上导通电压14.3V，关断电压为-0.7V。关断负压的设计可以使得
功率管可靠地截止。此外，栅极驱动电阻取为20Ω。
9.1.2 电路设计：驱动与吸收保护电路
(1) 续流和吸收保护电路 电磁铁是感性元件，为此应使用快恢型二极管D1为电感L提供续流回 路，以防止MOSFET关断时漏极电位急剧上升而损坏功率管。图中，R、C、 D组成的吸收网络能够吸收MOSFET在开关时刻的电压和电流尖峰。其中，C 用于限制MOSFET的漏极-源极间电压突变，R用于限制MOSFET开通时C的放 电电流，D则便于在MOSFET关断时，C能迅速吸收MOSFET上的关断尖峰。
磁悬浮球演示系统是一个典型的嵌入式数字控制系统，由电磁铁、 铁磁性小球及控制部分组成，其电磁铁通电后产生磁场，吸引铁磁性小
球，动态调节电磁铁中的电流，可使其产生的电磁吸力等于小球的重量，
从而使小球悬浮在空中保持不动。这个动态调节的过程称为磁悬浮控制。 本例进行磁悬浮球演示系统的设计，首先介绍系统组成以及磁悬浮控制
9.1.1 组成及工作原理：悬浮控制原理
d0 , i0 线性化后，可得到系统的传递函数为：
G s d s Ki i s ms2 K d
设额定悬浮间隙为 d 0 ，额定电磁铁平均电流为i0 ，将上述模型在
第9章 单片机应用系统开发的一般方法
单片机应用系统开发的一般方法单片机应用系统是为完成某项任务而研制开发的用户系统，虽然每个系统都有很强的针对性，结构和功能各异，但其开发过程和方法大致相同。
这里介绍单片机应用系统开发的一般方法和步骤.1.确定任务单片机应用系统的开发过程由确定系统的功能与性能指标开始。
首先要细致分析、研究实际问题，明确各项任务与要求，综合考虑系统的先进性、可靠性、可维护性以及成本、经济效益，拟订出合理可行的技术性能指标。
2.总体设计在对应用系统进行总体设计时，应根据应用系统提出的各项技术性能指标，拟订出性价比最高的一套方案。
总体设计最重要的问题包括以下三个方面：（1）机型选择根据系统的功能目标、复杂程度、可靠性要求、精度和速度要求来选择性能/价格比合理的单片机机型。
目前单片机种类、机型多，有8位、16位、32位机等，片内的集成度各不相同，有的机型在片内集成了WDT、PWM、串行EEPROM 、A/D、比较器等多种功能以及提供UART、I2C、SPI协议的串行接口，最大工作频率也从早期的0~12MHz增至33~40MHz。
在进行机型选择时应考虑：①所选机型性能应符合系统总体要求，且留有余地，以备后期更新。
②开发方便，具有良好的开发工具和开发环境。
③市场货源（包括外部扩展器件）在较长时间内充分。
④设计人员对机型的开发技术熟悉，以利缩短研制周期。
（2）系统配置选定机型后，再选择系统中要用到的其他外围元器件，如传感器、执行器件、人机接口、存储器等。
整个系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配，例如，选用晶振频率较高时，存储器的存取时间就短，应选择存取速度较快的芯片；选择CMOS型单片机构成低功耗系统时，系统中的所有芯片都应该选择低功耗产品。
如果系统中相关器件性能差异很大，系统综合性能将降低，甚至不能正常工作。
（3）软硬件分工在总体方案设计过程中，对软件和硬件进行分工是一个首要的环节。
原则上，能够由软件来完成的任务就尽可能用软件来实现，以降低硬件成本，简化硬件结构，提高可靠性，但是可能会降低系统的工作速度。
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OE 相连，此时应使用 MOVX 指令，且应注意 E2PROM 的地
址范围与外RAM不能重复重迭，否则出错。
9.2 扩展意：将E2PROM同时用作外ROM和外RAM
用作外ROM时，执行MOVC指令，读选通由PSEN控制； 用作外 RAM时，执行MOVX指令，读选通由 RD控制，写选 通由WR控制； 读E2PROM时，速度与EPROM相当，完全满足CPU要求； 写E2PROM时，速度很慢，因此，不能将E2PROM当作一般 RAM使用，每写入一个(页)字节，要延时10ms以上，使用时 应予以注意。
9.3 扩展数据存储器
9. 3. 2 访问片外RAM的操作时序 1、片外RAM读时序
9.3 扩展数据存储器
2、片外RAM写时序
9.3 扩展数据存储器
9. 3. 3 8051扩展2KB RAM 扩展方法： 数据线：P0口接RAM的D0~D7 地址线：P0口经地址锁存器后接RAM的A0~A7、 P2口接RAM的A8~A10 控制线：RD接RAM的OE、WR接RAM的WE 8051扩展2KB RAM电路如下页图所示。
MAIN: MOV DPTR ,#1031H
MOVX A,@DPTR ADD A,#06H MOVC A,@A+PC MOV DPTR,#0031H MOVX @DPTR,A SJMP $ TAB: DB 0000H,0001H,00008H,0019H,0040H,007CH
9.3 扩展数据存储器
9.2 扩展程序存储器
9.2 扩展程序存储器
下图给出了用4个27128芯片构成一个64K存储器系统的连接方法
9.2 扩展程序存储器
。
9.2 扩展程序存储器
9.2 扩展程序存储器
。
9.2 扩展程序存储器
电可擦除只读存储器E2PROM即可像EPROM那样长期非易
失地保存信息，又可像RAM那样随时通电改写，在单一的+5V
ⅹ 0
ⅹ 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1
地址范围为：0000~1FFFH P2.6接片选信号CE，为0有效。 P2.7、P2.5取0 对于扩展的16KB的27128的地址范围为（14位地址线）：
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
某MCS-51单片机系统，拟扩展三片6116 SDRAM芯片 作为数据存储器，并将第三片6116中0130单元开始的10个 数据连续存放到第四片0130单元开始的10个存储单元内， 试设计电路，并编写相应程序。
9.4 简单并行I/O口的扩展
MCS-51 单片机的输入 / 输出接口是单片机与外围设备 交换信息的桥梁。I/O扩展也属于系统扩展的一部分。
扩展2732(4KB) 需要A8~A11
扩展2764(8KB) 需要A8~A12 扩展27128(16KB) 需要A8~A13
四条高位地址线；
五条高位地址线； 六条高位地址线；
这是由于存储器其容量=2N，N为地址线的根数。
9.2 扩展程序存储器
一 地址线
低8位地址：由MCS-51 P0.0~P0.7与74LS373端连接，ALE有效时74LS373锁 存该低8位地址，并从Q0~Q7输出，与EPROM芯片低8位地址A0~A7相连； 高位位 地址：视 EPROM 芯片容 量大 小 。 2764 需 5 位， P2.0~P2.4 与 2764 的 A8~A12相连，27128需6位，P2.0~P2.5与27128的A8~A13相连。
9.1 系统扩展、接口概述
4、单片机系统的扩展与接口原理结构（如下图）
9.1 扩展三总线的产生
一、三总线
地址、数据、控制总线 二、三总线的扩展
用74LS373作为地址锁 存器，使数据和地址信号 分开。 74LS373是三态8D触发 器。
9.1 扩展三总线的产生
地址总线扩展电路及地址锁存器74LS373
片选线 P2.7 地址总线高7位 A8~A14 地址总线低8位 A0~A7
数据总线DB D0~D7
9.3 扩展数据存储器
上述所示 MCS-51单片机扩展系统 (扩展一片27256 和 一片 62256 芯片作为片外数据存储器 ) ，设变量放在 27256 芯片的31H单元，其值为00H~05H之间，要求编写查表程 序，查出变量的立方值，并放入片外62256的31H单元。
二 数据线：由 MCS-51 地址 / 数据复用总线 P0.0~P0.7 直接与 EPROM 数据总线 D0~D7相连。
三 控制线
ALE: 与74LS373门控端G相连，专用于锁存低8位地址； 片选端：扩展一片 EPROM ，一般不用片选， EPROM 片选端 CE直接接地； 多片扩展时，采用线译码、部分译码和全译码方式实现； 输出允许：EPROM的输出允许端OE与MCS-51的PSEN端相连； EA ：有并且使用 EPROM 时， EA 接 Vcc ，无内 ROM 或仅使用 EPROM 时， EA接地。
9.2 扩展程序存储器
9.2 扩展程序存储器
二、扩展8KB/16KB EPROM 注意：控制信号：ALE、/PSEN; 片选信号：/CE; 地址信号：A0~A12; 数据信号线：O0~O7.
9.2 扩展程序存储器
对于扩展的8KB的2764的地址范围为（13位地址线）：
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
9.2 扩展程序存储器
存储器采用半导体电路，与单片机具有相同的电路形
式和电平，工作速度和CPU基本匹配，因而单片机与存储
器之间的连接比较简单。8031片内无程序存储器，需要扩
展ROM；8051/8751片内有4kB ROM/EPROM，不够用时
也需要扩展。 一、访问程序存储器的控制信号 ALE----地址锁存信号 PSEN----片外程序存储器读信号 EA----片内、外程序存储器访问选择信号 二、操作时序
ⅹ 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 地址范围为：0000~3FFFH P2.6接片选信号CE，为0有效。 P2.7取0
9.2 扩展程序存储器
单片机扩展 2716 ，2732， 2764， 27128等 EPROM 的方法类 似，差别仅在于不同的芯片的存储容量的大小不同，因而使用 高8位地址的P2端口线的根数不同。 扩展2716(2KB) 需要A8~A10 三条高位地址线；
9.2 扩展程序存储器
例：如右图，将 2864 的 1000H 为首地址的 16 个数据读出取反后
写入原存储单元。 编程： MOV R2,#10H MOV DPTR，#7000H LOOP:MOVX A，@DPTR CPL A MOVX @DPTR, A INC DPTR DJNZ R2,LOOP SJMP $
P2.7、P2.6和P2.5接片选信号CE，为110有效。 P2.4 、 P2.3取 0或1 地址范围为4个重叠区域：0B000H~0B7FFH 0B800H~0BFFFH 0C000H~0C7FFH 0C800H~0CFFFH
9.3 扩展数据存储器
9. 3. 4 8031/8051扩展 EPROM 27256和RAM 62256
第9章 单片机系统扩展及接口技术
1、扩展三总线 2、扩展程序存储器 3、扩展数据存储器 4、简单并行I/O口的扩展 5、扩展8155可编程外围并行接口芯片 6、扩展8255可编程外围并行接口芯片 7、用串行口扩展并行I/O口
9.1 系统扩展、接口概述
1、系统扩展 MCS-51单片机虽然各功能部件齐全，但容量较小， 如：片内ROM、RAM、I/O口，不够用时需要扩展， 扩展三总线、ROM、RAM、I/O口。 2 、系统接口
9.2 扩展程序存储器
E2PROM的扩展方法
地址线、数据线仍按单片机一般扩展外ROM的方式连接； 片选线一般由单片机高位地址线控制； 将 E2PROM 用作外程序存储器时，单片机 PSEN 与 E2PROM OE端相连。由单片机的PSEN控制E2PROM的读出(输出允许 OE)；
将E2PROM当作外数据存储器时，因需要对E2PROM进行在 线擦写，因此单片机的 WR 与 E2PROM WE 端相连， RD 与
9.3 扩展数据存储器
单片机片内数据存储器小，仅 128B ，往往需要 扩展。数据存储器扩展与程序存储器扩展基本相同， 只是数据存储器控制信号一般有输出允许信号OE和 写控制信号WE，分别与单片机的读控制信号 RD和 写控制信号 WR 相连，其它信号线的连接与程序存 储器完全相同。 12. 3. 1 常用的数据存储器芯片简介 常用的数据存储器芯片有RAM、E2PROM。 一、静态RAM（SRAM）芯片 常用的有： 6116 （ 2KB ）、 6264 （ 8KB ， 13 位 地址线）、62256（32KB，15位地址线）等。
9.2 扩展程序存储器
片间地址译码一般有线译码、部分译码和全译码等方法。线译码是
直接将某高位地址线接某存储芯片片选端，该地址线信号为1时选中所选
芯片，然后再由低位地址对该芯片进行片内寻址。线译码无需外加逻辑 电路，线路简单，但不能充分利用系统的存储空间，可用于小型系统或
芯片较少时。
全译码是除了地址总线中参与片内寻址的低位地址线外，其余所有 高位地址线全部参与片间地址译码。全译码法不会产生地址码重叠的存 储区域，对译码电路要求较高。 部分译码是线选法和全译码相结合的方法，即利用高位地址线译码 产生片选信号时，有的地址线未参与译码。这些空闲地址线在需要时还 可以对其他芯片进行线选。部分译码会产生地址码重叠的存储区域。