基于单片机的系统扩展
第4章MCS-51单片机系统功能扩展
74LS373结构示意图
74LS373的引脚
引脚说明如下: D7～D0: 8位数据输入端。 Q7～Q0: 8位数据输出端。 G:数据输入锁存控制端：当G为“1” 时，锁存器 输出端与输入端数据相同；当G由“1” 变“0” 时，数据输入锁存器中。 OE#: 输出允许端。
P0口与地址锁存器74LS373的连接
4.1 系统扩展概述
4.1.1 最小应用系统
图4.1 MCS–51单片机最小化系统 (a) 8051/8751最小系统结构图；(b) 8031最小系统结构图
4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法
1．单片机的三总线结构
图4.2 MCS–51单片机的三总线结构形式
(1)以P0口作为低8位地址/数据总线。 (2)以P2口的口线作高位地址线。 (3)控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN#信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA#信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD#和WR#信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 尽管MCS-51有4个并行I/O口，共32条口线，但由于系 统扩展需要，真正作为数据I/O使用的，就剩下P1 口和P3口的部分口线。
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。
4.2.2 74LS244和74LS245芯片
在单片机应用系统中, 扩展的三总线上挂接
很多负载, 如存储器、并行接口、A/D接口、显
示接口等, 但总线接口的负载能力有限, 因此常
3) 采用地址译码器的多片程序存储器的扩展
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的 地址范围为0000H~3FFFH。
第7章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
74LS138是”3-8”译码器，具有3个选择输入端， 可组成8种输入状态。8个输出端，分别对应8种输 入状态中的1种，0电平有效。
第七章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
7.2 数据存储器的扩展
MCS-51单片机内部有128B的RAM存储空间。
内部RAM通常作为工作寄存器、堆栈、软件标志 和数据缓冲区。
第七章 单片机的系统扩展
2864有四种工作方式，如表7-2所示。
第七章 单片机的系统扩展
7.1.3 程序存储器的扩展方法
1. 总线的连接与时序
第七章 单片机的系统扩展
图7-5为MCS-51单片机程序存储器的操作时序。
第七章 单片机的系统扩展
2.单片程序存储器的扩展
第七章 单片机的系统扩展
3.多片程序存储器的扩展
第七章 单片机的系统扩展
8255A的控制字
（1）工作方式控制字
第七章 单片机的系统扩展
（2）置位／复位控制字
第七章 单片机的系统扩展
例如，若将07H写入控制字 功能：PC3置位
若将08H写入控制字
功能：PC4复位
【例】 要求A口工作在方式0输入，B口为方式1输出， C口高4位PC7~PC4为输入，C口低4位PC3~PC0为 输出。设8255控制器地址为FFFDH MOV DPTR, ＃0FFFDH
第七章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
2. 8255A芯片的控制字及其工作方式
方式0——基本输入/输出方式。 方式1——选通输入/输出方式。 方式2 ——双向传送方式。
端口A可工作于方式0、1、2，端口 B只可工作于 方式0、1，端口C只可工作于方式0。
单片机系统的扩展技术
INC R0
INC DPTR
; 修改数据指针
DJNZ R7, AG
END
4.2.3 MCS-51对外部存储器的扩展
下 图 所 示 的 8031 扩 展 系 统 中 ， 外 扩 了 16KB 程 序 存 储 器 （ 使 用 两 片 2764芯片）和8KB数据存储器（使用一片6264芯片）。采用全地址译码方 式，用于控制2―4译码器的工作，参加译码，且无悬空地址线，无地址重 叠现象。1# 2764, 2# 2764, 3# 6264的地址范围分别为：0000H～1FFFH, 2000H～3FFFH, 4000～5FFFH。
4.2 存储器的扩展
存储器是计算机系统中的记忆装置，用来存放要运行的程序和程序 运行所需要的数据。单片机系统扩展的存储器通常使用半导体存储器， 根据用途可以分为程序存储器（一般用ROM）和数据存储器（一般用 RAM）两种类型。
MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题：
（1）选择合适类型的存储器芯片
引脚符号的含义和功能如下：
D7～D0：三态数据总线； A0～Ai：地址输入线，i=12～15。2764的地址线为13位，i=12； 27512的地址线为16位，i=15； CE ：片选信号输入线； OE ：输出允许输入线；
CE
VPP：编程电源输入线； PGM ：编程脉冲输入线； VCC：电源； GND：接地； NC：空引脚。
8051扩展2764的电路连接方法：
数据线：P0口接EPROM的D0~D7 ；
地址线： 2764容量为8KB，213=8KB，需要A0～A12共13根地址线。P0口
经地址锁存器后接EPROM的A0~A7 ； 为了与片内存储器的空间地址衔 接，～接EPROM的A8~A11 ， 经非门后与A12连接。
单片机系统扩展技术
单片机系统扩展技术1. 引言单片机是一种集成了处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。
单片机系统的应用范围广泛，涵盖了从工业自动化到家电控制等多个领域。
然而，随着应用需求的不断增加，单片机系统的功能往往面临着限制。
为了满足更高的要求，需要使用扩展技术来增强单片机系统的功能。
本文将介绍一些常见的单片机系统扩展技术。
2. 外部存储器扩展技术在某些应用场景中，单片机的内部存储器容量可能不足以存储所有的数据和程序。
这时可以通过外部存储器扩展技术来扩大系统的存储容量。
常见的外部存储器包括SD卡、EEPROM和闪存等。
2.1 SD卡扩展SD卡是一种常用的便携式存储介质，具有容量大、速度快和易于移植的特点。
通过使用SD卡模块，可以将SD卡连接到单片机系统中，并使用相应的驱动程序实现对SD卡的读写操作。
这样可以使单片机系统具备更大的存储容量，以便存储更多的数据和程序。
2.2 EEPROM扩展EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种可擦写的非易失性存储器。
通过使用外部连接的EEPROM芯片，可以在单片机系统中实现额外的存储容量。
EEPROM的读写速度相对较慢，但具有较高的可擦写次数和较低的功耗，适合存储一些需要长期保存的数据。
2.3 闪存扩展闪存是一种常见的存储介质，具有容量大、读写速度快和抗震动的特点。
通过使用外部连接的闪存芯片，可以在单片机系统中实现更大的存储容量。
闪存的读写速度相对较快，适合存储需要频繁读写的数据和程序。
3. 通信接口扩展技术在一些应用中，单片机系统需要与外部设备进行通信，例如传感器、执行器和其他单片机等。
为了实现与这些外部设备的通信，可以通过扩展通信接口来满足需求。
3.1 UART扩展UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常见的串行通信接口。
单片机原理及接口技术AT89S51单片机系统的串行扩展
单片机原理及接口技术AT89S51单片机系统的串行扩展在单片机系统中，为了扩展其功能和使用，需要与其他外部设备进行通信。
串行通信是一种常见的通信方式，它通过将数据逐位地进行传输和接收。
AT89S51单片机具有多种功能引脚，可以用来实现串行扩展。
包括UART串口、SPI接口和I2C总线等。
UART串口是一种常用的串行通信接口，它使用两根引脚（TXD和RXD）进行数据传输。
在AT89S51单片机中，可以使用其内置的UART模块来实现串行扩展。
首先，需要设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位等参数。
然后，在程序中通过读写串口数据寄存器来进行数据的传输和接收。
SPI接口是一种全双工的串行通信接口，它使用四根引脚（SCLK、MISO、MOSI和SS）进行数据的传输和接收。
在AT89S51单片机中，可以使用其内置的SPI模块来实现串行扩展。
首先，需要设置SPI的工作模式、数据位、时钟极性和相位等参数。
然后，在程序中通过读写SPI数据寄存器来进行数据的传输和接收。
I2C总线是一种双向的串行通信总线，它使用两根引脚（SDA和SCL）进行数据的传输和接收。
在AT89S51单片机中，可以通过软件实现I2C总线的功能。
首先，需要设置I2C的时钟频率和器件地址等参数。
然后，在程序中通过控制I2C总线的起始、停止、发送和接收来进行数据的传输和接收。
串行扩展可以实现单片机与其他外设的数据交互，包括和PC机的通信、与传感器的连接等。
通过串行扩展，单片机能够实现更复杂的功能和应用。
在编程过程中，需要合理地使用串口、SPI接口和I2C总线等技术，根据具体的应用需求选择合适的通信方式。
总之，单片机原理及接口技术是一种重要的扩展技术，可以极大地增强单片机的功能和使用。
在AT89S51单片机系统中，串行扩展是一种常见的技术。
通过合理地使用UART串口、SPI接口和I2C总线等技术，可以实现单片机与其他外设的数据交互，进而实现更复杂的功能和应用。
第6章 80C51单片机的系统扩展
80C51单片机的系统扩展 第6章 80C51单片机的系统扩展
6.1.2 常用程序存储器芯片
1、Flash(闪速 、 闪速)ROM 闪速
FlashROM是一种新型的电擦除式存储器，它是在EPROM工艺的基础上 增添了芯片整体电擦除和可再编程功能。它即可作数据存储器用，又可作程序 存储器用，其主要性能特点为： （1）电可擦除、可改写、数据保持时间长。 （2）可重复擦写/编程大于1万次。 （3）有些芯片具有在系统可编程ISP功能。 （4）读出时间为ns级，写入和擦除时间为ms级。 （5）低功耗、单一电源供电、价格低、可靠性高，性能比EEPROM优越。 FlashROM型号很多，常用的有29系列和28F系列。29系列有29C256 （32K×8）、29C512（64K×8）、29C010（128K×8）、29C020 （256K×8）、29040（512K×8）等，28F系列有28F512（64K×8）、 28F010（128K×8）、28F020（256K×8）、28F040（512K×8）等。
80C51单片机的系统扩展 第6章 80C51单片机的系统扩展
6.2.1 常用数据存储器芯片
静态存储器（SRAM）具有存取速度快、使用方便和价 格低等优点。但它的缺点是，一旦掉电，内部所有数据信 息都会丢失。常用的SRAM有6116（2KB×8）、6264 （8KB×8）、62128（16KB×8）、62256（32KB×8） 等芯片。常用SRAM芯片管脚和封装如图6-8所示，引脚功 能如下。 ① A0～A15：地址输入线。 ② D0～D7：双向三态数据总线，有时也用I/O0～I/O7表示。 ③CE：片选线，低电平有效。6264的26脚（CS）必须接高 电平，并且CE为低电平时才选中该芯片。 ④OE：读选通线，低电平有效。 ⑤WE：写选通线，低电平有效。 ⑥ VCC：电源线，接+5V电源。 ⑦ NC：空。 ⑧ GND：接地。
单片机系统扩展PPT课件
7.3.1 I/O数据的传送方式
为实现和不同外设的速度匹配，须根据不同外设选择 恰当的I/O数据传送方式。I/O数据传送方式有：同步传 送、异步传送和中断传送。
1．同步传送
又称无条件传送。当外设速度和单片机的速度相比拟 时，常采用同步传送方式，典型的同步传送是单片机和 外部数据存储器之间的数据传送。
2．查询传送
又称有条件传送（也称异步式传送）。通过查询外设
“准备好”后，再进行数据传送。优点是通用性好，硬
件 连 线 作67页效 率 不 高 。
10
3．中断传送 为提高单片机对外设的工作效率，常采用中断传送方 式，来实现I/O数据的传送。单片机只有在外设准备好后， 才中断主程序的执行，从而进入与外设数据传送的中断 服务子程序，进行数据传送。中断服务完成后又返回主 程序断点处继续执行。采用中断方式可大大提高工作效 率。
第7页/共67页
地址译码进行外部扩展举例
扩展器件 6264 8255 0832 8255
片内字节地址数 8K 4 1
第8页4 /共67页
地址编码 0000H～1FFFH 3FFCH～3FFFH
7FFFH 9FFCH～9FFFH
并行I/O端口扩展芯片
一. 8255可编程并行I/O接口扩展芯 片 二. 8155可编程并行I/O接口扩展芯 片
7.3.2 I/O接口电路 常用的外围I/O接口芯片： （1）82C55：可编程通用并行接口（3个8位I/O口）；
11
第11页/共67页
（2）81C55：可编程的IO/RAM扩展接口电路（2个8 位I/O口，1个6位I/O口，256RAM单元，1个14位的减 法计数器）。
都 可 以 和 AT 8 9 S 5 1 直 接 连 接 ， 接 口 逻 辑 简 单 。
基于单片机三总线结构的系统扩展研究与应用
序 状态 字 寄存 器 （ Ｓ 、 Ｐ Ｗ） 寄存 器 Ｂ和暂 存 器组 成 ： 低 ８位 Ｔ ０两 个 特殊 功 能寄 存 器 组 成 ． １由高 ８ Ｌ Ｔ 控 制 器 由程 序 计 数 器 （ Ｃ） 堆 栈 指 针 （Ｐ 、 据 位 Ｔ 和低 ８ Ｔ １ Ｐ 、 Ｓ ）数 Ｈ１ 位 Ｌ 两个 特 殊 功能 寄存 器组 成 ． 指 针 （ Ｐ Ｒ） 指令 寄存 器 和指 令 译码 器组 成 ． ＤＴ 、 ２１ ．． ４中断 系统
分 圳 为 ｌ 、 】Ｐ 、３口 ， 个 端 ｎ都 是 ８位 片 机 各 单 元 和 功 能模 块 能 自动 协 洲 下 有 顺 作 ． Ｐ 、２ Ｐ ０ 每 ｕ ｒ 的 ， ８根 ｆ脚 线 ， 有 Ｊ １ ４个 并 行 端 口共 有 ３ ２根 线 ． 每 控 制信 号 是 通过 控 制线 负 责传 送 ．单 片机 对 外呈 个 端 ｉ 的 输 入 或 输 出 可 以 按 字 节 操 作 ． 也 可 以按 现 的控 制总 线是 由它相关 控 制引 脚 线组 成 ．控制 － １
时， 采用 ８ 数据 总线形 式 ， １ １ 成． 位 由 ７ Ｆ完 ＇ ０ ２２３控 制 总 线 ．． ＭＣ 一 ｌ 片 机 有 ４个 ８位 准 双 向 并 行 Ｉ Ｓ ５ ／ Ｏ 单 片机 Ｃ Ｕ的控 制器 发 出控 制 信 号 ． Ｐ 指挥 单
２Ｉ ．＿ 入 ／ 出 （／ 端 口 ５输 输 Ｉ Ｏ）
２１ ０ ２年第 ７期
福 建 电
脑
１３ ５
基 于 单 片机 三 总 线 结构 的 系统 扩展 研 究 与 应 用
龙诺 春
（广 东 白 云 学 院 电 气 与 信 息 工 程 学 院 广 东 广 州 ５ ０ ５ １ ４ ０）
【 摘 要 】 单 片机 虽 已集成 了许 多应 用单 元和 功 能模 块 ， ： 但在 实际应 用 中还 不 能 满足 需要 ， 还 应进 行 系统 扩展 ．本 文在介 绍 Ｍ Ｃ 一 ｌ单 片机 基 本 结构 的基 础上 介 绍 它的地 址 总 线 、数据 总 脑
基于单片机的扩展8个输入端口的设计
基于单片机的扩展8个输入端口的设计一、引言单片机是一种集成电路，具有处理和控制功能。
它在各个领域中得到广泛应用，使得人们的生活更加方便和智能化。
扩展输入端口是在单片机的基础上，通过外部电路来扩展输入的数量，从而满足更多的需求。
本文将详细介绍基于单片机的扩展8个输入端口的设计。
二、设计原理1.单片机基本原理单片机是由中央处理器、存储器、输入/输出接口和时钟电路等组成。
它通过输入接口接收外部信号，并通过处理器进行相关的计算和判断，最后通过输出接口将结果反馈给外部设备。
2.扩展输入端口原理通过添加外部电路，将外部的输入信号转换为单片机可以处理的信号格式。
常见的扩展输入端口电路包括开关电路、传感器电路等。
通过这些电路，可以将外部的输入信号通过中间转换装置，如模数转换器等，转换成单片机可以处理的数字信号。
三、设计实施1.硬件设计本设计采用与IC喷墨打印机中常用的扩展输入端口设计电路。
该电路采用74LS138译码器芯片，共8个输入端口。
其引脚接法如下：-输入端口：将外部输入信号通过触发器输入至74LS138译码器的3个地址输入端口，将其他2个地址输入引脚接地。
-使能端口：使用其中一个地址输入引脚作为使能端口，接单片机的使能端口。
-输出端口：将74LS138译码器的3个输出端口接至单片机的GPIO端口，实现将输入信号通过单片机处理后的输出。
2.软件设计本设计采用C语言进行单片机编程，以ATmega328P为例。
设计的软件主要包括以下几个方面：-初始化：对单片机的GPIO端口进行初始化，设置为输入端口。
- 读取输入信号：通过GPIO端口读取外部输入信号，判断外部输入信号的状态（高电平or低电平）。
-信号处理：根据读取到的输入信号，进行相关的计算和判断，例如闹钟设置等。
-输出处理结果：将处理的结果通过GPIO端口输出，例如驱动LED灯亮起。
四、实验测试与结果分析通过实验，可以验证扩展输入端口的设计是否成功。
将8个外部输入信号接入扩展输入端口，通过程序读取外部输入信号的状态，并进行相应的处理，最后将处理结果通过单片机的输出端口输出。
单片机系统扩展技术
§7-1 程序存储器旳扩展 §7-2 数据存储器旳护展 §7-3 MCS-51并行I/O口旳简朴扩展 §7-4 可编程接口电路旳扩展
前
言
单片机特点之一是在芯片内留有一定 数量旳数据存储器和程序存储器，但容量有
限。MCS-51系列旳CPU芯片内部只有很少字节 旳数据存储器；程序存储器旳数量很少，有
（
），以8031送出旳地址信号选通芯片，一般用单片机旳低位地
址线接至存储器芯片旳地址输入端，而用余下旳高位地址线接片选端。
线选法旳连接措施有多种：一线二用、一线一选和综合线选方式。
在使用线选法时要注意如下旳问题：
1）地址浮动：
即在扩展芯片时，当芯片旳地址线没有16位时，除片选信号线对电 平信号有规定外，其他旳地址线应给于电平旳固定，否则芯片旳地址会 发生变化（浮动），对存储器旳访问会发生错误。
一、用三态口扩展8位并行输入口
当传送旳数据旳保持时间较长时，可用三态门扩展8们并行输入口。 图7-3是用74LS244芯片通过P0口扩展旳8位并行输入接口。74LS244是8位 三态缓冲器，当 、 端为低平时输出与输入相似；当其为高电平时 输出呈高阻态。
由图可知，当P2.7和 同步为低电平时74LS244才将由输入设备 输出旳数据送8031旳P0口.其中P2.7决定了74LS244旳地址.它旳地址 =0ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹB,可取7FFFH,该接口旳输入操作 程序如下:
▪
其电路联接如图7-5所示：
▪ §7-4 可编程接口电路旳扩展 返回 ▪ 当单片机应用系统中需要较为复杂旳I/O口时
不能采用§7-3所简介旳措施扩展I/O口，一般采 用可编程I/O接口芯片扩展I/O口。下面简介两种 常用原则可编程I/O接口及芯片扩展I/O口旳措施。
《单片机的系统扩展》课件
通过扩展存储模块，如外部闪存和RAM，提升系统的处理能力和存储容量。
常用的系统扩展模块
有许多常见的扩展模块可用于单片机系统，以满足不同的需求。
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
传感器模块
如温湿度传感器、光照传感器和加速度传感器，用于采集环境数据。
2
通信模块
如蓝牙模块、WiFi模块和无线电模块，用于与其他设备进行通信。
3
存储模块
如闪存模块和SD卡模块，用于扩展系统的存储容量。
系统扩展的实验案例
以下是几个关于单片机系统扩展的实验案例，旨在帮助学习者更好地理解和应用所学知识。
LED点阵显示实验
使用LED点阵模块和单片机搭建一 个简单的显示系统。
电机驱动实验
通过添加电机驱动模块，控制电机 的转动。
温湿度传感实验
使用温湿度传感器模块测量环境温 度和湿度。
用于与外部设备进行通信，如传感器、继电器和显示器。
3 编程环境
使用编程语言，如C语言，对单片机进行程序设计。
系统扩展的需求和意义
扩展单片机系统可以实现更多功能和应用，提高系统的灵活性和可扩展性。
功能增强
通过添加外围模块，如蓝牙通信模块和WiFi模块，增强系统的功能。
接口扩展
使用扩展模块，如ADC模块和LCD显示模块，扩展系统的输入输出接口。
《单片机的系统扩展》 PPT课件
本课件将介绍单片机系统的概述，揭示系统扩展的需求和意义，以及常用的 系统扩展模块和实验案例。
单片机系统概述
单片机是一种集成了处理器、内存和输入输出功能的微型计算机。它通过编程来控制外部设备， 实现各种应用。
1 核心芯片
通常由控制单元、运算单元和存储单元组成。
第八章 单片机应用系统扩展
（2）．锁存器74LS573 输入的D端和输出的Q端依次排在芯片的两侧，为绘制印刷电 路板时的布线提供了方便。
D7～D0：8位数据输入线。 Q7～Q0：8位数据输出线。 G ：数据输入锁存选通信号，该引 脚与74LS373的G端功能相同。 /OE：数据输出允许信号，低电平 有效。
8.1 程序存储器扩展
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
74LS373
2716(2k) EPROM
51单片机
PSEN
2716(2kx8)的地址范围为0000H ~ 07FFH。
例：扩展4KB程序存储器。
+5V VCC PGM VPP P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 EA P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 ALE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OE CE GND D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 G OE Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 A11 A10 A9 A8
2．译码法
使用译码器对89C51的高位地址进行译码，将译码
器的译码输出作为存储器芯片的片选信号。是最 常用的地址空间分配的方法，它能有效地利用存 储器空间，适用于多芯片的存储器扩展。 常用的译码器芯片有74LS138（3-8译码器） 74LS139（双2-4译码器）74LS154（4-16译码器）。
表8.1 2716（2K）/2732（4KB）的引脚
VCC PGM VPP A10 A9 A8
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
A0~A10 （2716） A0~A11 （2732） D0~D7 CE PGM
地址线 数据输出线 片选 程脉冲输入
基于74HC164扩展单片机系统I_O端口的研究
基于74HC164扩展单片机系统I_O端口的研究基于 74HC164 扩展单片机系统 I/O 端口的研究在单片机系统的设计与应用中，I/O 端口资源往往是有限的。
当需要连接更多的外部设备或执行更多的输入输出操作时，扩展 I/O 端口就成为了一个重要的任务。
74HC164 作为一种常见的移位寄存器芯片，可以为单片机系统提供一种简单而有效的 I/O 端口扩展方案。
一、74HC164 芯片的基本原理74HC164 是一款 8 位串行输入、并行输出的移位寄存器。
它具有两个输入引脚：串行数据输入（DS）和时钟输入（CP）。
当 CP 引脚接收到上升沿脉冲时，DS 引脚上的数据将被逐位地移入寄存器中。
经过8 个时钟脉冲后，8 位数据将全部移入寄存器，并在 8 个并行输出引脚（Q0 Q7）上同时输出。
二、单片机与 74HC164 的接口连接在将 74HC164 用于单片机系统的 I/O 端口扩展时，需要合理地连接单片机的引脚与 74HC164 的输入输出引脚。
通常，将单片机的一个I/O 引脚连接到 74HC164 的 DS 引脚，用于串行数据的输入；另一个I/O 引脚连接到 CP 引脚，用于提供时钟信号。
74HC164 的并行输出引脚则可以连接到外部设备或作为扩展的 I/O 端口使用。
三、软件编程实现数据传输为了通过 74HC164 实现数据的传输和 I/O 端口的扩展，需要在单片机中编写相应的软件程序。
在程序中，首先需要设置与 74HC164 连接的 I/O 引脚的工作模式。
然后，通过控制 CP 引脚的时钟信号和 DS 引脚的数据输入，将需要传输的数据逐位地移入 74HC164 中。
例如，要向 74HC164 中写入一个字节的数据（假设为 0xAA），可以通过以下步骤实现：1、先将 CP 引脚置为低电平，确保时钟处于稳定状态。
2、从数据的最低位开始，将 DS 引脚设置为相应的电平（0 或 1）。
3、将 CP 引脚置为高电平，产生一个上升沿脉冲，将当前位数据移入寄存器。
基于74HC164扩展单片机系统I_O端口的研究
基于74HC164扩展单片机系统I_O端口的研究基于74HC164扩展单片机系统I/O端口的研究随着嵌入式系统的不断发展，对于I/O端口的需求也越来越多。
而在单片机系统中，常常需要扩展I/O端口的数量，以应对更复杂的应用场景。
本文将研究基于74HC164芯片的扩展单片机系统I/O端口的方法和实现。
一、引言随着电子技术的进步，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
而在实际应用中，单片机作为嵌入式系统的核心组成部分之一，其I/O 端口的数量往往无法满足复杂应用的需求。
因此，扩展单片机系统的I/O端口成为了一项重要的研究内容。
二、74HC164芯片简介74HC164芯片是一种8位移位寄存器，其特点是结构简单、成本低廉、易于使用。
该芯片采用串行输入、并行输出的方式，可实现将串行数据转换为并行数据的功能。
三、74HC164的工作原理74HC164芯片由8个D类型触发器和逻辑门电路组成。
它的输入端包括一个串行数据输入端(SER)和一个时钟输入端(CLK)。
在时钟输入端输入时钟信号时，芯片将串行输入端的数据依次移位，并将移位后的数据并行输出。
数据的移位方向根据芯片的设置而定。
四、扩展单片机系统I/O端口的实现以基于单片机的LED灯控制系统为例，介绍如何使用74HC164芯片扩展I/O端口。
首先，将单片机的IO口连接到74HC164的串行数据输入端(SER)，将单片机的时钟信号输入连接到74HC164的时钟输入端(CLK)。
接下来，设置74HC164芯片的移位方向，并将移位后的并行数据输出接入LED灯。
在单片机程序中，将需要控制的LED灯的状态数据通过串行输入端传输给74HC164芯片。
然后，通过控制时钟信号，触发74HC164芯片将数据移位并输出给相应的LED灯，实现对LED灯的控制。
使用74HC164芯片扩展I/O端口的好处是可以大幅度提高单片机系统的扩展性和灵活性。
通过串行输入数据并并行输出的方式，可以快速扩展大量的I/O端口，满足实际应用中对I/O端口数量的要求。
单片机系统扩展
第六章单片机系统扩展通常情况下，采用MCS-51单片机的最小系统只能用于一些很简单的应用场合，此情况下直接使用单片机内部程序存储器、数据存储器、定时功能、中断功能，I/O端口；使得应用系统的成本降低。
但在许多应用场合，仅靠单片机的内部资源不能满足要求，因此，系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。
在很多复杂的应用情况下，单片机内的RAM ，ROM 和 I/O接口数量有限，不够使用，这种情况下就需要进行扩展。
因此单片机的系统扩展主要是指外接数据存贮器、程序存贮器或I/O接口等，以满足应用系统的需要。
6.1 单片机应用系统按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可以分为最小应用系统、最小功耗系统、典型应用系统等。
最小应用系统，是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。
这种系统成本低廉、结构简单，常用来构成简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。
对于片内有ROM/EPROM 的单片机，其最小应用系统即为配有晶振、复位电路和电源的单个单片机。
对于片内无ROM/EPROM的单片机，其最小系统除了外部配置晶振、复位电路和电源外，还应当外接EPROM 或EEPROM作为程序存储器用。
最小应用系统的功能取决于单片机芯片的技术水平。
单片机的最小功耗应用系统是指能正常运行而又功耗力求最小的单片机系统。
单片机的典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须具备的硬件结构系统。
6.1.1 8051/8751最小应用系统MCS-51系列单片机的特点就是体积小，功能全，系统结构紧凑，硬件设计灵活。
对于简单的应用，最小系统即能满足要求。
8051/8751是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，用这些芯片构成的最小系统简单、可靠。
图6-1 8051/8751最小应用系统用8051/8751单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图6-1所示。
由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。
单片机系统的扩展
I/O口使用。
2. 内部存储器的容量有限, 只有128 B的RAM和4 KB的程序存储器。
应用系统的开发具有特殊性, 由于应用系统的P0口、 P2口在开发时需要作为数据、 地址总线, 故这两 个口上的硬件调试只能用模拟的方法进行。 8051 的应用软件须依靠厂家用掩膜技术置入, 故一般只 适用于可作大批量生产的应用系统。
采用Intel MCS-80/85微 处理器外围芯片 来扩展。
采用为MCS-48 系列单片机设计 的一些外围芯片, 其中许多芯片可 直接与MCS-51 系列单片机连用。
采用与MCS80/85外围芯片 兼容的其它一些 通用标准芯片。
4.2 常用的扩展器件简介
在MCS—51单片机系统的扩展中常用 的扩展器件如表4―1所示。 现将另外几 种常用器件简介如下。
三．2764的编程
EPROM的一个重要特点就在于它可以反复擦除， 即在其存储的内 容擦除后可通过编程(重新)写入新的内容。 这就为用户调试和修 改程序带来很大的方便。 EPROM的编程过程如下：
1. 擦除： 如果EPROM芯片是第一次使用的新芯片， 则它是干净的。 干净的标志通常是每一个存储单元的内容都是FFH。
1
MCS-51系列单片机的数据存储器与程序存储器的地址空间是 互相独立的, 其片外数据存储器的空间可达64 KB, 而片内的数 据存储器空间只有128 B。 如果片内的数据存储器不够用时, 则需进行数据存储器的扩展。
2
存储器扩展的核心问题是存储器的编址问题。 所谓编址就是 给存储单元分配地址。 由于存储器通常由多片芯片组成, 为此 存储器的编址分为两个层次: 即存储器芯片的选择和存储器芯 片内部存储单元的选择。
一．片内带程序存储E 器A 的最小应用系统 P S E N
第8章单片机系统扩展
1
8.1 89C51系统扩展结构
2
单片机存储器系统
程序存储器ROM 存储器系统 数据存储器RAM
FFFFH
片内ROM 扩展ROM 片内RAM 扩展RAM
FFFFH
64K
1000H 0FFFH
FFH 80H 7FH 00H
SFR
64K
0000H
EA=1
0000H 0000H
EA=0
扩展ROM
内部ROM
内部RAM
扩展RAM
3
内部
外部
MOVX RD、WR选通
MOVC EA=0，PSEN选通
数据存储器
MOVΒιβλιοθήκη 程序存储器MOVC EA=1
4
5
1．以P0口作为低8位地址/数据总线
• 89C51由于受引脚数目的限制，数据线和低8位地址线复用。为了将它们分离
出来，需要外加地址锁存器，从而构成与一般CPU相类似的片外三总线 2. 以P2口的口线作为高位地址线
●译码电路 74LSl39(双2—4译码器)
1G 1A 1B 1Y 0 1Y 1 1Y2 1Y 3 GND
1 2 3 4 5 6 7 8
16 15
14 13 12 11 10 9
+UCC G 2G 2A A 2B 1Y0 2Y1 2Y2 B 2Y3
1
&
Y0 Y1 Y2 Y3
& 1 1 &
双 2/4 线译码器 Y0~Y3是输出端
CT74LS139
1
1
&
A、B是输入端 G 是使能端
13
输 使能
G 1 0 0 0 0
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于单片机的系统扩展
一、实验目的1、学习片外存贮器扩展方法。
2、学习数据存贮器不同的
读写方法。
3、学习片外程序存贮器的读方法。
二、实验内容1.实验原理图：
2、实验内容（1）使用一片2764EPROM，作为片外扩展的程序存贮器，对
其进行读。
（2）使用一片6264RAM，作为片外扩展的数据存贮器，对其进
行读写(使用键盘监控命令和程序运行两种方法)。
3、实验说明（1）在使用键
盘监控命令读片外扩展的程序存贮器2764 中内容时，由于本系统中该程序存
贮器作为用户目标系统的程序存贮器，因此DVCC 系统必须处于仿真2 状态，
即H.....态，用MEM 键即可读出。
（2）在使用键盘监控命令读写片外扩展的
数据存贮器6264 中的内容时，由于本系统中该数据存贮器作为用户目标系统
的数据存贮器，因此DVCC 系统处于仿真1 态(P.....态)或仿真2 态(H.....态)，用ODRW 键即可读写。
（3）读写数据的选用。
本实验采用的是
55H(0101，0101)与AAH(1010，1010)，一般采用这两个数据的读写操作就可
查出数据总线的短路、断路等，在实验调试用户电路时非常有效。
（4）在仿
真1 态即P.....状态下，编写程序对片外扩展的数据存贮器进行读写，若L1 灯
闪动说明RAM 读写正常。
三、程序程序清单：ORG 0C80H MOV DPTR,#8000H MOV R6,#0FH MOV A,#55HRAM1: MOV R7,#0FFHRAM2: MOVX @DPTR,A CLR P1.0 INC DPTR DJNZ R7,RAM2 DJNZ R6,RAM1 MOV DPTR,#8000H MOV R6,#0FHRAM3: MOV R7,#0FFHRAM4: MOVX A,@DPTR CJNE A,#55H,RAM6 SETB P1.0 INC DPTR DJNZ R7,RAM4 DJNZ R6,RAM3RAM5: CLR P1.0 CALL DELAY SETB P1.0 CALL DELAY SJMP RAM5DELAY: MOV R5,#0FFHDELAY1: MOV R4,#0FFH DJNZ R4,$ DJNZ R5,DELAY1 RETRAM6: SETB P1.0 SJMP RAM6 END 四、实验步骤1、片外。