单片机的系统扩展
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33 PB4
32 PB3
31 PB2 30 PB1
29 PB0
28 PA7 27 PA6 26 PA5 25 PA4 24 PA3 23 PA2
22 PA1
21 PA0
13
8155内部结构
IO/M
AD7～0
8
CE ALE
RD WR RESET
TIMER IN TIMER OUT
256字 节静态
RAM
6
单片机外部扩展方法
2. 数据线的连接 外围芯片的数据线可直接与89S51的P0口相连。 3. 控制线的连接 外围芯片的控制线连接可根据实际需要与89S51的
部分控制总线相连。
7
6.2 存储器扩展
• 【例】如图所示为单片机与数据存储器6264的系
统扩展接线图。试分析该存储器的地址范围。
P0.0 ~
4D
4Q
5D
5Q LED5 LED4
6D
6Q
7D
7Q
LED6
LED7
8D
8Q
CK CLR
10kΩ×8
1Y1 1A1
K0
1Y2 1A2
K1
1Y3 1A3
K2
74LS244
1Y4 1A4
K3
2Y1 2A1
K4
2Y2 2A2
K5
2Y3 2A3
K6
2Y4
2A4
K7
1G
2G
6.3.2 I/O扩展芯片8155
6264
D0 ~ D7
A8 ~ A12
P2.7
CS
RD
OE
WR
WE
11
6.3.1 并行口扩展
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
89S51
WR
≥1
P2.7
≥1
RD
12
1D
220Ω×8 1Q LED1 LED0
+5V
2D
2Q
3D
3Q LED3 LED2
74LS273
74LS373
20 Vcc 19 8Q 18 8D 17 7D 16 7Q 15 6Q
14 6D
13 5D
12 5Q 11 G
74LS373真值表
OE
G
D
Q
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
×
保持
1
×
×
高阻
10
如何确定地址？
• 因为AT89S51可寻址的最大空间为64KB。这块芯片占
据了哪个8KB地址范围呢？
通过片选信号CS确定。
• 6264的地址范围是（设其他空闲地址线状态均输出1）：
A15 A14 A13 A12~A0 地址
低地址 0 1 1 0 … 0 6000H
最高地址 0 1 1 1 … 1 7FFFH
P0.0 ~
P0.7
ALE
AT89S51
P2.0 ~
P2.4
74LS373
1D 1Q ~~ 8D 8Q
G
Biblioteka Baidu
A0 ~ A7
PC3 1 PC4 2 TIMER IN 3 RESET 4 PC5 5 TIMER OUT 6 IO/M 7 CE 8 RD 9
WR 10 ALE 11 AD0 12
AD1 13
AD2 14
AD3 15 AD4 16 AD5 17 AD6 18 AD7 19
Vss 20
8155
40 Vcc 39 PC2 38 PC1 37 PC0 36 PB7 35 PB6 34 PB5
P0.7
ALE
AT89S51
P2.0 ~
P2.4
P2.7 RD WR
74LS373
1D 1Q ~~ 8D 8Q
G
A0 ~ A7
6264
D0 ~ D7 A8 ~ A12
CS
OE WE
8
6264芯片简介
• 6264是数据存储器，容量大小
8K。
• 地址线13根，数据线8根。 • 控制信号有片选信号CS、读信
0
1 × × × × × 0 0 0 命令/状态寄存器
0
1 ×× ×× × 0 0 1
A口
0
1 ×× ×× × 0 1 0
B口
0
1 ×× ×× × 0 1 1
C口
0
1 × × × × × 1 0 0 定时/计数器低8位
0
1 × × × × × 1 0 1 定时/计数器高8位
3.控制线： ALE：地址锁存信号。 RD、WR：读、写控制信号。
P0.0～0.7
P2.6 P2.7
ALE 89C51
AD0～7
IO/M CS ALE
8155
4.定时器输入/输出线：TIMERIN、TIMEROUT（减法记数）。
5.复位线：RESET。
15
8155端口及内存地址分配
CE IO/M A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 所选寄存器或端口
号OE、写信号WE。
A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 地址 最低地址 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH
9
74LS373锁存器
OE 1 1Q 2 1D 3 2D 4 2Q 5 3Q 6 3D 7 4D 8 4Q 9 GND 10
14位定 时减法 计数器
A
口
8
PA7～0
B 口
8
PB7～0
C 口
6
PC5～0
Vcc（+5V） Vss（GND）
14
8155引脚功能
1.数据线：
AD0～7：传送8155与计算机之间的数据、控制字和状态字。 PA0～7、PB0～7、PC0～5 ：传送8155与外设之间的信息。
2.地址线： CE：片选信号。 IO/M：选择口/RAM单元。（分开编址） AD0～7：8个I/O口和256字节RAM地址。
• 串行扩展：利用SPI三总线和I2C双总线的串行系
统扩展。
3
4
89S51单片机的总线结构
P2
ALE
P0
89S51
EA RESET
WR RD PSEN
高位地址 地址锁存
A8~A15 A0~A7 D0~D7
16位地址总线 8位数据总线
控制总线
5
单片机外部扩展方法
1. 地址线的连接 通常将外围芯片的低8位地址线经锁存器与89S51的P0 口相连，高8位地址线与89S51的P2口相连。如果不足 16位则按从低至高的顺序与P0、P2口的各位相连。 外围芯片的片选信号也接至地址总线。常有3种接法： ①接至89S51剩余的高位地址线，这种接法称为线选法。适 用于外围芯片少的情况，接法简单。 ②接至89S51剩余高位地址线经译码器译码后的输出端，这 种接法称译码法。适用于外围芯片数量较多的情况，但需要 增加译码器。 ③将片选信号直接接地。
第6章 单片机的系统扩展
主要内容
• 各种常用存储器扩展方法 • 并行口扩展及编程方法 • 键盘及显示器扩展及编程方法 • 数模及模数转换接口电路及编程方法
2
6.1 89S51单片机的总线结构
• 单片机系统扩展有并行扩展和串行扩展两种方法。 • 并行扩展：通过单片机的三总线（地址总线AB、
数据总线DB、控制总线CB）来实现；
32 PB3
31 PB2 30 PB1
29 PB0
28 PA7 27 PA6 26 PA5 25 PA4 24 PA3 23 PA2
22 PA1
21 PA0
13
8155内部结构
IO/M
AD7～0
8
CE ALE
RD WR RESET
TIMER IN TIMER OUT
256字 节静态
RAM
6
单片机外部扩展方法
2. 数据线的连接 外围芯片的数据线可直接与89S51的P0口相连。 3. 控制线的连接 外围芯片的控制线连接可根据实际需要与89S51的
部分控制总线相连。
7
6.2 存储器扩展
• 【例】如图所示为单片机与数据存储器6264的系
统扩展接线图。试分析该存储器的地址范围。
P0.0 ~
4D
4Q
5D
5Q LED5 LED4
6D
6Q
7D
7Q
LED6
LED7
8D
8Q
CK CLR
10kΩ×8
1Y1 1A1
K0
1Y2 1A2
K1
1Y3 1A3
K2
74LS244
1Y4 1A4
K3
2Y1 2A1
K4
2Y2 2A2
K5
2Y3 2A3
K6
2Y4
2A4
K7
1G
2G
6.3.2 I/O扩展芯片8155
6264
D0 ~ D7
A8 ~ A12
P2.7
CS
RD
OE
WR
WE
11
6.3.1 并行口扩展
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
89S51
WR
≥1
P2.7
≥1
RD
12
1D
220Ω×8 1Q LED1 LED0
+5V
2D
2Q
3D
3Q LED3 LED2
74LS273
74LS373
20 Vcc 19 8Q 18 8D 17 7D 16 7Q 15 6Q
14 6D
13 5D
12 5Q 11 G
74LS373真值表
OE
G
D
Q
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
×
保持
1
×
×
高阻
10
如何确定地址？
• 因为AT89S51可寻址的最大空间为64KB。这块芯片占
据了哪个8KB地址范围呢？
通过片选信号CS确定。
• 6264的地址范围是（设其他空闲地址线状态均输出1）：
A15 A14 A13 A12~A0 地址
低地址 0 1 1 0 … 0 6000H
最高地址 0 1 1 1 … 1 7FFFH
P0.0 ~
P0.7
ALE
AT89S51
P2.0 ~
P2.4
74LS373
1D 1Q ~~ 8D 8Q
G
Biblioteka Baidu
A0 ~ A7
PC3 1 PC4 2 TIMER IN 3 RESET 4 PC5 5 TIMER OUT 6 IO/M 7 CE 8 RD 9
WR 10 ALE 11 AD0 12
AD1 13
AD2 14
AD3 15 AD4 16 AD5 17 AD6 18 AD7 19
Vss 20
8155
40 Vcc 39 PC2 38 PC1 37 PC0 36 PB7 35 PB6 34 PB5
P0.7
ALE
AT89S51
P2.0 ~
P2.4
P2.7 RD WR
74LS373
1D 1Q ~~ 8D 8Q
G
A0 ~ A7
6264
D0 ~ D7 A8 ~ A12
CS
OE WE
8
6264芯片简介
• 6264是数据存储器，容量大小
8K。
• 地址线13根，数据线8根。 • 控制信号有片选信号CS、读信
0
1 × × × × × 0 0 0 命令/状态寄存器
0
1 ×× ×× × 0 0 1
A口
0
1 ×× ×× × 0 1 0
B口
0
1 ×× ×× × 0 1 1
C口
0
1 × × × × × 1 0 0 定时/计数器低8位
0
1 × × × × × 1 0 1 定时/计数器高8位
3.控制线： ALE：地址锁存信号。 RD、WR：读、写控制信号。
P0.0～0.7
P2.6 P2.7
ALE 89C51
AD0～7
IO/M CS ALE
8155
4.定时器输入/输出线：TIMERIN、TIMEROUT（减法记数）。
5.复位线：RESET。
15
8155端口及内存地址分配
CE IO/M A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 所选寄存器或端口
号OE、写信号WE。
A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 地址 最低地址 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH
9
74LS373锁存器
OE 1 1Q 2 1D 3 2D 4 2Q 5 3Q 6 3D 7 4D 8 4Q 9 GND 10
14位定 时减法 计数器
A
口
8
PA7～0
B 口
8
PB7～0
C 口
6
PC5～0
Vcc（+5V） Vss（GND）
14
8155引脚功能
1.数据线：
AD0～7：传送8155与计算机之间的数据、控制字和状态字。 PA0～7、PB0～7、PC0～5 ：传送8155与外设之间的信息。
2.地址线： CE：片选信号。 IO/M：选择口/RAM单元。（分开编址） AD0～7：8个I/O口和256字节RAM地址。
• 串行扩展：利用SPI三总线和I2C双总线的串行系
统扩展。
3
4
89S51单片机的总线结构
P2
ALE
P0
89S51
EA RESET
WR RD PSEN
高位地址 地址锁存
A8~A15 A0~A7 D0~D7
16位地址总线 8位数据总线
控制总线
5
单片机外部扩展方法
1. 地址线的连接 通常将外围芯片的低8位地址线经锁存器与89S51的P0 口相连，高8位地址线与89S51的P2口相连。如果不足 16位则按从低至高的顺序与P0、P2口的各位相连。 外围芯片的片选信号也接至地址总线。常有3种接法： ①接至89S51剩余的高位地址线，这种接法称为线选法。适 用于外围芯片少的情况，接法简单。 ②接至89S51剩余高位地址线经译码器译码后的输出端，这 种接法称译码法。适用于外围芯片数量较多的情况，但需要 增加译码器。 ③将片选信号直接接地。
第6章 单片机的系统扩展
主要内容
• 各种常用存储器扩展方法 • 并行口扩展及编程方法 • 键盘及显示器扩展及编程方法 • 数模及模数转换接口电路及编程方法
2
6.1 89S51单片机的总线结构
• 单片机系统扩展有并行扩展和串行扩展两种方法。 • 并行扩展：通过单片机的三总线（地址总线AB、
数据总线DB、控制总线CB）来实现；