89C51单片机扩展存储器设计

读出 未选中 编程
低电平 高电平 正脉冲
程序校验 低电平
编程禁止 低电平
低电平 任意 高电平
低电平
高电平
+5V
+5V
+25V（或 12V）
+25V（或 12V）
+25V（或 12V）
程序读出 高阻
程序写入
程序读出
高阻
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2、存储器地址空间分配
➢ 一个存储器单元对应一个地址 ➢ 在外扩的多片存储器芯片中，AT89C51要完成这种功能，
89C51单片机数据总线为8位，由P0口提供。在数据总线 上可以连接多个外围芯片，但在某一时刻只能有一个有效的数 据传送通道。
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2．地址总线AB（Address Bus）
地址总线用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单元 和I/O端口的选择。地址总线的位数决定着可访问的存储器或I/O 口的容量。89C51单片机有16条地址线。所以能寻址64KB空间。
串行扩展法 利用UART双总线、SPI三线总线和I2C双总线 进行系统扩展
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一、系统扩展结构
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1．数据总线DB (Data Bus)
数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之 间传送数据。数据总线是双向的，可以进行两个方向的数据传 送。
第8章 单片机系统的扩展
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问题的提出
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在单片机应用 系统的设计中,
往往出现RAM, ROM或者I/O口
不够的情况，
怎么办？
1、系统扩展的内容
ROM的扩展 RAM的扩展 综合扩展
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2、系统扩展的基本方法
并行扩展法 利用单片机的三组总线进行系统的扩展。
两片程序存储器的地址范围： 2732（1）的地址范围：7000H～7FFFH; 2732（2）的地址范围: B000H～BFFFH; 6116（1）的地址范围：E800H～EFFFH; 6116（2）的地址范围：D800H～
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（1） 线选法 直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片（或I/O接口
芯片）的片选信号。
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例 某一系统，需要外扩8KB的EPROM（2片2732，4K*8 位），4KB的RAM（2片6116，2K*8位），
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 0 1 1 1 2732(1) 1 0 1 1 2732(2) 1 1 0 1 6116(2) 1 1 1 0 6116(1)
1
28 Vcc Vcc Vcc Vcc
2
27 PGM PGM A14 A14
3
26 NC A13 A13 A13
4 5
2764
25 24
A8 A9
A8
A8
A9
A9
A8 A9
6 27128 23 A11 A11 A11 A11
7 8
27256
22 21
OE A10
OE A10
OE OE/Vpp A10 A10
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3．控制总线CB (Control Bus)
控制总线实质上是一组控制信号线，用于协调单片机与外 围芯片间的联系。在对89C51进行系统扩展时用到的控制信 号有：
地址锁存允许信号 、A L E 外部程序存储器读选通信号 P、SEN 外部存储器访问允许信号 、EA
外部数据存储器读／写选通信号 、RD 等。WR
必须进行两种选择： 一是必须选中该存储器芯片（或I/O接口芯片），这称为“片
选”，只有被“选中”的存储器芯片才能被AT89C51读出或写 入数据。为了片选的需要，每个存储器芯片都有片选信号引 脚 二是在“片选”的基础上再选择该芯片的某一单元，称为“单元选 择”。 ➢ 常用的存储器地址分配的方法有两种：线性选择法（简称 线选法）和地址译码法（简称译码法）。
89C51单片机的16位地址线分为两部分： l 高8位地址线：由P2口提供； l 低8位地址线：由P0口提供。 由于P0口是低8位地址和8位数据的复用线，因此必须外接 锁存器，用于将先发送出去的低8位地址锁存起来，然后才能 传送数据。 需要注意：P0、P2口在系统扩展中用作地址线后就不能作 为一般I/O口使用。
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FFFFH
(64K)
0FFFH 内部
外部
0000H
(4K)
EA=1
0000H
EA=0
0FFFH
(4K)
0000H
程序存储器
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二、程序存储器ROM的扩展
1、ROM介绍
（1）掩膜ROM 在制造过程中编程。成本较高，因此只适合于大批量生产。 （2）可编程ROM（PROM） 用独立的编程器写入。但PROM只能写入一次，且不能再修改。 （3）EPROM 电信号编程，紫外线擦除的只读存储器芯片。 （4）E2PROM（ EEPROM） 电信号编程，电信号擦除的ROM芯片。读写操作与RAM几乎没有什么差 别，只是写入的速度慢一些。但断电后能够保存信息。 （5）Flash ROM 又称闪烁存储器，简称闪存。读写速度很快、成本低，大有取代E2PROM 的趋势
9 27512 20 CE
CE
CE
CE
10
19 Q7
Q7
Q7
Q7
11
18 Q6
Q6
Q6
Q6
12
17 Q5
Q5
Q5
Q5
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Q4
Q4
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Biblioteka Baidu14
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Q3
Q3
Q3
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EPROM的五种工作方式
引
CE/PGM OE
VPP
方 脚 （片选信 （输出允
式
号) 许控制）
D7～D0
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可用来扩展的存储器芯片：
EPROM：2716（2K*8），2732，2764，27256等
EEPROM：2816 （2K*8） ，2864，28128等
27512 27256 27128 2764
2764 27128 27256 27512
A15 Vpp Vpp Vpp A12 A12 A12 A12 A7 A7 A7 A7 A6 A6 A6 A6 A4 A4 A4 A4 A4 A4 A4 A4 A3 A3 A3 A3 A2 A2 A2 A2 A1 A1 A1 A1 A0 A0 A0 A0 Q0 Q0 Q0 Q0 Q1 Q1 Q1 Q1 Q2 Q2 Q2 Q2 GND GND GND GND