第6章单片机存储器扩展
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假定单片机系统分别扩展了程序存储器芯片2716、数 据存储器芯片6116、并行接口芯片8255、键盘/显示器接口 芯片8279和D/A转换芯片0832，则采用线选法寻址的扩展 片选连接下图所示。口线信号为低电平状态时芯片被选中。
（2）译码法寻址 译码法：就是使用译码器对高位地址进行译码，以其
译码输出作为扩展芯片的片选信号。 这是一种最常用的寻址方法，能有效地利用存储空间，
为进行芯片选择，扩展芯片上都有一个甚至多个片选信号 引脚(常用名为/CE或/CS)。所以寻址问题就归结到如何产生有 效的片选信号。常用的芯片选择方法有线选法和译码法两种。
（1）线选法寻址 线选法：就是直接以系统的地址位作为芯片的片选信号。
使用时只需把地址线与扩展芯片的片选信号引脚直接连接即可。
线选法寻址的最大特点是简单，适用于规模较小的单 片机系统。但是对于存储空间的使用是断续的，不能充分 有效地利用存储空间。
80C51单片机并行扩展总线结构图
（1）以P0口的8位口线充当低位地址线/数据线 低位地址线是指低8位地址A7～A0，而数据线为D7～D0。 因为P0口即作为地址线使用又作为数据线使用，具有双重
功能，因此需采用复用技术，对地址和数据进行分离，将地址
与数据分离后，为保存分离出的地址，需另外增加一个8位锁 存器（74LS373），并以ALE作为锁存控制信号。
（2）以P2口的口线作高位地址线 P2口只作为高位地址线使用，加上P0口提供的低8位地
址，就形成了完整的16位地址总线。使单片机外扩展的寻址 范围达到64K单元。
在实际应用中，高位地址线是根据需要从P2口中引出的， 需要用几位就引出几条口线。极端情况下，若外扩展容量小
于256个单元，则不需要高位地址线。
适用于大容量、多芯片的系统扩展。常用的译码芯片有 74LS139（双2-4译码器）和74LS138（3-8译码器）。
（2）译码法寻址 以译码法寻址的系统扩展片选连接示意如下图
所示：扩展了程序存储器2716、数据存储器芯片 6116、并行接口芯片8255、键盘/显示器接口芯片 8279和D/A转换芯片0832。
3. 可擦除可编程只读存储器（EPROM）
第6章 单片机存储器扩展
第6章 主要内容
6.1 单片机并行外扩展系统 6.2 存储器分类 6.3 存储器并行扩展 6.4 80C51 单片机存储器系统的特点和使用方法
6.1 单片机并行外扩展系统
外扩展： 存储器扩展和I/O扩展； 外扩展方法： 并行扩展和串行扩展。 6.1.1 单片机并行扩展总线 存储器扩展中包括程序存储器和数据存储器，其余所有 扩展内容统称为I/O扩展。
6.2 存储器分类
6.2.1 只读存储器 1. 掩膜只读存储器
掩膜只读存储器编程是由半导体制造厂家完成的，在 最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读.因编程过 程是掩膜工艺，因此，称为掩膜ROM。
2. 可编程只读存储器（PROM）
PROM(Programmable Read Only Memory)芯片出厂 时没有任何程序信息，其程序是在开发现场由用户写入的。 但这种ROM芯片只能写入一次，其内容一旦写入就不能再 进行修改。
(3)控制总线(Control Bus，简写CB) 控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单 片机发出的，以及从其它部件传送给单片机的。 对于一个具体的控制信号线来说，其传送方向 是单向的，但是由不同方向的控制信号线组合的控制 总线则表示线
系统扩展需要地址总线和数据总线，但在单片机芯片上 并没有为此提供专用的地址引脚和数据引脚，实际扩展时都 是用I/O口线来充当地址线和数据线。
(1)地址总线(Address Bus，简写AB) 在地址总线上传送的是地址信号，用于存储单元和I／O端口 的选择。 地址总线是单向的，地址信号只能由单片机向外送出。 地址总线的数目决定着可直接访问的存储单元的数目。 80C51单片机存储器最多可扩展64KB。因此地址总线有16条地 址线。
(2)数据总线(Data Bus，简写DB) 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、状态、指令和命令。单 片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一 致，80C51单片机是8位字长，所以数据总线的位数 也是8位。数据总线是双向的，可以进行两个方向的 数据传送。
2. 片选技术
进行单片机系统扩展，首先要解决寻址问题，如何使用系 统提供的地址线，通过适当连接，最终达到系统中的一个存储 单元唯一对应一个地址的要求。即如何找到要访问的扩展芯片 以及芯片内的目标单元。
存储器寻址分两个层次：存储器芯片的选择和芯片内部存 储单元的编址。由于芯片内单元的选择问题已在各自的芯片内 解决，所以外扩展系统的寻址问题主要集中在芯片的选择上。
（3）控制信号 除地址线和数据线外，系统扩展时还要单片机提供一些控
制信号线，这就是扩展系统的控制总线。这些控制信号包括： ALE：地址锁存的选通信号，以实现低8位地址锁存。 /PSEN：信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 /EA：内外程序存储器的选择信号。 /RD、/WR：扩展数据存储器和I/O端口的读/写选通信号。
单片机并行扩展系统结构图
6.1 单片机并行外扩展系统
扩展是通过系统总线进行的。 所谓总线就是连接单片机各扩展部件的一组公共信 号线，是系统共享的通路，通过总线把各扩展部件连接 起来，以进行数据、地址和控制信号的传送。
单片机并行扩展系统结构图
1. 并行扩展总线的组成
80C51使用的是并行总线结构，按其功能通常把系统总线分 为三组，即地址总线、数据总线和控制总线。
6.1.2 并行扩展系统的I/O编址和芯片选取
数据线和控制信号线的连接比较简单，地址线的连 接则比较复杂，地址线的连接涉及到I/O编址和芯片的选 取问题。
1. 单片机外扩展地址空间 单片机的外扩展地址空间，与它的存储器系 统有关。80C51单片机存储器系统与外扩展地址 空间结构如下图所示。
80C51单片机系统地址空间结构图
（2）译码法寻址 译码法：就是使用译码器对高位地址进行译码，以其
译码输出作为扩展芯片的片选信号。 这是一种最常用的寻址方法，能有效地利用存储空间，
为进行芯片选择，扩展芯片上都有一个甚至多个片选信号 引脚(常用名为/CE或/CS)。所以寻址问题就归结到如何产生有 效的片选信号。常用的芯片选择方法有线选法和译码法两种。
（1）线选法寻址 线选法：就是直接以系统的地址位作为芯片的片选信号。
使用时只需把地址线与扩展芯片的片选信号引脚直接连接即可。
线选法寻址的最大特点是简单，适用于规模较小的单 片机系统。但是对于存储空间的使用是断续的，不能充分 有效地利用存储空间。
80C51单片机并行扩展总线结构图
（1）以P0口的8位口线充当低位地址线/数据线 低位地址线是指低8位地址A7～A0，而数据线为D7～D0。 因为P0口即作为地址线使用又作为数据线使用，具有双重
功能，因此需采用复用技术，对地址和数据进行分离，将地址
与数据分离后，为保存分离出的地址，需另外增加一个8位锁 存器（74LS373），并以ALE作为锁存控制信号。
（2）以P2口的口线作高位地址线 P2口只作为高位地址线使用，加上P0口提供的低8位地
址，就形成了完整的16位地址总线。使单片机外扩展的寻址 范围达到64K单元。
在实际应用中，高位地址线是根据需要从P2口中引出的， 需要用几位就引出几条口线。极端情况下，若外扩展容量小
于256个单元，则不需要高位地址线。
适用于大容量、多芯片的系统扩展。常用的译码芯片有 74LS139（双2-4译码器）和74LS138（3-8译码器）。
（2）译码法寻址 以译码法寻址的系统扩展片选连接示意如下图
所示：扩展了程序存储器2716、数据存储器芯片 6116、并行接口芯片8255、键盘/显示器接口芯片 8279和D/A转换芯片0832。
3. 可擦除可编程只读存储器（EPROM）
第6章 单片机存储器扩展
第6章 主要内容
6.1 单片机并行外扩展系统 6.2 存储器分类 6.3 存储器并行扩展 6.4 80C51 单片机存储器系统的特点和使用方法
6.1 单片机并行外扩展系统
外扩展： 存储器扩展和I/O扩展； 外扩展方法： 并行扩展和串行扩展。 6.1.1 单片机并行扩展总线 存储器扩展中包括程序存储器和数据存储器，其余所有 扩展内容统称为I/O扩展。
6.2 存储器分类
6.2.1 只读存储器 1. 掩膜只读存储器
掩膜只读存储器编程是由半导体制造厂家完成的，在 最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读.因编程过 程是掩膜工艺，因此，称为掩膜ROM。
2. 可编程只读存储器（PROM）
PROM(Programmable Read Only Memory)芯片出厂 时没有任何程序信息，其程序是在开发现场由用户写入的。 但这种ROM芯片只能写入一次，其内容一旦写入就不能再 进行修改。
(3)控制总线(Control Bus，简写CB) 控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单 片机发出的，以及从其它部件传送给单片机的。 对于一个具体的控制信号线来说，其传送方向 是单向的，但是由不同方向的控制信号线组合的控制 总线则表示线
系统扩展需要地址总线和数据总线，但在单片机芯片上 并没有为此提供专用的地址引脚和数据引脚，实际扩展时都 是用I/O口线来充当地址线和数据线。
(1)地址总线(Address Bus，简写AB) 在地址总线上传送的是地址信号，用于存储单元和I／O端口 的选择。 地址总线是单向的，地址信号只能由单片机向外送出。 地址总线的数目决定着可直接访问的存储单元的数目。 80C51单片机存储器最多可扩展64KB。因此地址总线有16条地 址线。
(2)数据总线(Data Bus，简写DB) 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、状态、指令和命令。单 片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一 致，80C51单片机是8位字长，所以数据总线的位数 也是8位。数据总线是双向的，可以进行两个方向的 数据传送。
2. 片选技术
进行单片机系统扩展，首先要解决寻址问题，如何使用系 统提供的地址线，通过适当连接，最终达到系统中的一个存储 单元唯一对应一个地址的要求。即如何找到要访问的扩展芯片 以及芯片内的目标单元。
存储器寻址分两个层次：存储器芯片的选择和芯片内部存 储单元的编址。由于芯片内单元的选择问题已在各自的芯片内 解决，所以外扩展系统的寻址问题主要集中在芯片的选择上。
（3）控制信号 除地址线和数据线外，系统扩展时还要单片机提供一些控
制信号线，这就是扩展系统的控制总线。这些控制信号包括： ALE：地址锁存的选通信号，以实现低8位地址锁存。 /PSEN：信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 /EA：内外程序存储器的选择信号。 /RD、/WR：扩展数据存储器和I/O端口的读/写选通信号。
单片机并行扩展系统结构图
6.1 单片机并行外扩展系统
扩展是通过系统总线进行的。 所谓总线就是连接单片机各扩展部件的一组公共信 号线，是系统共享的通路，通过总线把各扩展部件连接 起来，以进行数据、地址和控制信号的传送。
单片机并行扩展系统结构图
1. 并行扩展总线的组成
80C51使用的是并行总线结构，按其功能通常把系统总线分 为三组，即地址总线、数据总线和控制总线。
6.1.2 并行扩展系统的I/O编址和芯片选取
数据线和控制信号线的连接比较简单，地址线的连 接则比较复杂，地址线的连接涉及到I/O编址和芯片的选 取问题。
1. 单片机外扩展地址空间 单片机的外扩展地址空间，与它的存储器系 统有关。80C51单片机存储器系统与外扩展地址 空间结构如下图所示。
80C51单片机系统地址空间结构图